Quais critérios devem ser satisfeitos para se definir uma propriedade termodinâmica? Defina e dê exemplos de propriedades termodinâmicas intensivas e extensivas.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a pergunta tá pedindo. A gente precisa entender quais são os critérios para definir uma propriedade termodinâmica. Além disso, temos que definir e dar exemplos de propriedades termodinâmicas que são intensivas e extensivas. Pra isso, vamos precisar conhecer um pouco sobre como as propriedades são classificadas na termodinâmica.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre propriedades termodinâmicas. São características que descrevem o estado de um sistema, como temperatura, pressão, volume, etc. Para definir uma propriedade termodinâmica corretamente, ela precisa ser independente do caminho que o sistema tomou para chegar ao estado atual. Ou seja, depende só do estado presente, não de como chegou lá.
Passo 3
Agora, precisamos entender os critérios para uma propriedade ser termodinâmica:
- Reproduzibilidade: Deve ser possível medir ou calcular a propriedade de forma consistente.
- Dependência apenas do estado atual: A propriedade não deve depender de como o sistema chegou naquele estado.
- Extensiva ou intensiva: As propriedades se dividem em duas categorias principais, que vamos ver agora.
Passo 4
Vamos ver a diferença entre propriedades extensivas e intensivas:
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Propriedades Extensivas: Dependem da quantidade de matéria ou do tamanho do sistema. Se você dobrar a quantidade de material, a propriedade também dobra. Exemplos:
- Volume (V): Se você tiver duas garrafas de água e juntar, o volume total é a soma dos volumes.
- Massa (m): Dobrar a massa simplesmente dobra a quantidade de matéria.
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Propriedades Intensivas: Não dependem da quantidade de matéria nem do tamanho do sistema. Elas permanecem as mesmas mesmo que você dobre a quantidade de material. Exemplos:
- Temperatura (T): Se você tiver duas xícaras de café à mesma temperatura e juntar, a temperatura não muda.
- Pressão §: A pressão em um gás, por exemplo, permanece a mesma se você simplesmente aumenta a quantidade de gás sem mudar o volume.
Passo 5
Vamos recapitular com alguns exemplos:
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Propriedades Extensivas:
- Energia Interna (U): Se você tem duas quantidades iguais de um gás e junta, a energia interna total é a soma das energias internas individuais.
- Entalpia (H): Similarmente, a entalpia total de dois sistemas é a soma das entalpias de cada sistema.
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Propriedades Intensivas:
- Densidade (ρ): Massa por unidade de volume. Não importa quanto você tem, a densidade permanece a mesma.
- Potencial Químico (μ): Importante em processos de mistura e reações químicas, também é intensiva.
Resposta
Para definir uma propriedade termodinâmica, ela deve ser reprodutível, depender apenas do estado atual do sistema e ser classificada como intensiva ou extensiva. Propriedades extensivas dependem da quantidade de matéria, como volume (V) e massa (m). Já as propriedades intensivas não dependem da quantidade de matéria, como temperatura (T) e pressão §.