A energia interna de um dado sistema é uma função de estado. V ou F?
Passo 1
Beleza, o enunciado pergunta: “A energia interna de um dado sistema é uma função de estado. Verdadeiro ou falso?” Isso é Termodinâmica básica e a gente precisa entender o que é “função de estado” e o que é “energia interna” para decidir se é verdade ou mentira.
Passo 2
Primeiro, o que é função de estado?
Uma função de estado é uma grandeza que depende só do estado atual do sistema (por exemplo, pressão, volume, temperatura) e não de como ele chegou lá. Ou seja, pra ir do estado A ao estado B, o valor final dessa função é sempre o mesmo, seja qual for o caminho que você escolheu.
Uma função de estado é uma grandeza que depende só do estado atual do sistema (por exemplo, pressão, volume, temperatura) e não de como ele chegou lá. Ou seja, pra ir do estado A ao estado B, o valor final dessa função é sempre o mesmo, seja qual for o caminho que você escolheu.
Passo 3
Agora, o que é energia interna (U)?
Energia interna é a soma de todas as energias microscópicas do sistema: energia cinética das moléculas, energia potencial de ligações, etc. É uma grandeza termodinâmica que também só depende do estado atual do sistema (P, V, T, composição…).
Energia interna é a soma de todas as energias microscópicas do sistema: energia cinética das moléculas, energia potencial de ligações, etc. É uma grandeza termodinâmica que também só depende do estado atual do sistema (P, V, T, composição…).
Passo 4
Por que U é função de estado?
Na Primeira Lei da Termodinâmica a gente escreve:
Na Primeira Lei da Termodinâmica a gente escreve:
onde
é uma variação exata (função de estado), enquanto
(calor) e
(trabalho) são variações de caminho (não são exatas). O fato de podermos escrever
como diferencial exato significa que U depende somente do estado inicial e final, não do caminho. Se você fizer um ciclo e voltar ao estado inicial, a variação
, prova de dependência só do estado.
Resposta
Verdadeiro (V)