3.4 Por que
e
são aproximadamente iguais nos processos de fusão e congelamento, mas são diferentes nos processos de vaporização e condensação?
Passo 1
O enunciado pergunta por que, em mudanças de fase como fusão e congelamento, o incremento de energia interna
e o de entalpia
são praticamente iguais, enquanto em vaporização e condensação eles diferem. O conteúdo envolvido é a primeira lei da termodinâmica e a definição de entalpia em processos à pressão constante.
Passo 2
Lembrando que a entalpia
é definida por
para um processo qualquer temos
Em um processo à pressão constante,
, logo
Passo 3
Na fusão (sólido
líquido) e no congelamento (líquido
sólido) o volume específico do sólido e do líquido são muito parecidos. Isso faz com que
seja muito pequeno e, portanto, o termo
seja desprezível. Logo
Passo 4
Já na vaporização (líquido
vapor) e na condensação (vapor
líquido) há uma grande variação de volume, pois o vapor ocupa muito mais espaço que o líquido. Nesse caso o termo
não é desprezível, e então
não se reduz a
, fazendo com que
e
sejam significativamente diferentes.
Resposta
Em fusão e congelamento
é pequeno, logo
e
. Em vaporização e condensação
é grande, de modo que
não pode ser desprezado, diferenciado
de
.