CERTO OU ERRADO: (Valor 1 ponto cada certa, -0,5 ponto cada errada)
(k) Quando um sistema vai de um estado 1 para um estado 2, a quantidade de calor adicionada ao sistema é a mesma para todos os processos entre 1 e 2?
(k) Quando um sistema vai de um estado 1 para um estado 2, a quantidade de calor adicionada ao sistema é a mesma para todos os processos entre 1 e 2?
Passo 1
Beleza, temos uma pergunta de Termodinâmica: “Quando um sistema vai do estado 1 para o estado 2, a quantidade de calor adicionada é a mesma para TODOS os processos entre 1 e 2?”
Conteúdo: funções de estado versus funções de caminho, primeira lei da termodinâmica.
O que vamos precisar:
Conteúdo: funções de estado versus funções de caminho, primeira lei da termodinâmica.
O que vamos precisar:
- Entender o que é função de estado (depende só dos estados inicial e final).
- Entender o que é função de caminho (depende de como você vai de um estado ao outro).
- Usar a primeira lei: ΔU = Q – W.
Passo 2
Primeiro, definições básicas:
• Função de estado: só importa onde você começa e onde você termina. Exemplos: energia interna U, entalpia H.
• Função de caminho: depende do “caminho” que você faz entre os estados. Exemplo: calor Q e trabalho W.
• Função de estado: só importa onde você começa e onde você termina. Exemplos: energia interna U, entalpia H.
• Função de caminho: depende do “caminho” que você faz entre os estados. Exemplo: calor Q e trabalho W.
Porque calor e trabalho não têm valor único só pelo estado inicial e final: se você mudar a forma de transferir energia (mais devagar, mais rápido, à pressão fixa, por expansão, etc.), Q muda.
Passo 3
Vamos usar a primeira lei da termodinâmica:
onde
- ΔU é a variação da energia interna (função de estado),
- Q é o calor trocado,
- W é o trabalho realizado pelo sistema.
Como ΔU depende só de estado 1 e 2, se você trocar o processo, W muda, então Q = ΔU + W muda também.
Passo 4
Exemplo prático:
a) Processo isocórico (V constante): W = PΔV = 0, logo Q_isoV = ΔU.
b) Processo isobárico (P constante): W = PΔV ≠ 0, então
a) Processo isocórico (V constante): W = PΔV = 0, logo Q_isoV = ΔU.
b) Processo isobárico (P constante): W = PΔV ≠ 0, então
Em geral,
. Mesmo ΔU igual, Q varia conforme o trabalho.
Resposta
Errado. O calor Q não é função de estado e depende do caminho seguido entre 1 e 2.