A energia livre de Gibbs é calculada pela diferença entre a entalpia da reação e o produto T De S. Quanto à energia de Helmholtz, a diferença e o sinal da energia interna e o produto T De têm o mesmo significado físico da energia de Gibbs?

Passo 1

Vamos resumir o exercício: estamos falando sobre duas grandezas importantes na termodinâmica, que são a Energia Livre de Gibbs e a Energia de Helmholtz. A questão quer saber se a diferença e o sinal da energia interna junto com o produto $ T \Delta S $ na Energia de Helmholtz têm o mesmo significado físico que na Energia Livre de Gibbs. Para resolver isso, vamos precisar entender o que cada uma dessas energias representa e como elas se relacionam com a entalpia, a energia interna e a entropia.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a Energia Livre de Gibbs. Ela é definida pela fórmula:
G = H - T De
onde $ G $ é a Energia Livre de Gibbs, $ H $ é a entalpia da reação, $ T $ é a temperatura e $ \Delta S $ é a variação de entropia. A entalpia $ H $ representa a energia total do sistema sob pressão constante, e a entropia $ S $ mede a desordem ou a dispersão de energia no sistema.

Passo 3

Agora, vamos olhar para a Energia de Helmholtz, que é dada por:
A = U - T De
onde $ A $ é a Energia de Helmholtz, $ U $ é a energia interna do sistema, $ T $ é a temperatura e $ \Delta S $ é a variação de entropia. A energia interna $ U $ representa toda a energia contida no sistema, incluindo energia cinética e potencial das partículas.

Passo 4

A diferença principal entre as duas energias livres está nos termos $ H $ e $ U $. Enquanto a Energia Livre de Gibbs utiliza a entalpia $ H $, apropriada para processos a pressão constante, a Energia de Helmholtz usa a energia interna $ U $, que é mais adequada para processos a volume constante.

Passo 5

Quanto ao sinal do termo $ T \Delta S T Deéí \Delta S > 0 $) tende a diminuir a energia livre, indicando que o processo é mais espontâneo. A interpretação física desse termo é similar em ambas as energias, pois relaciona a energia total do sistema com a desordem térmica.

Passo 6

No entanto, apesar das semelhanças, as duas energias não têm exatamente o mesmo significado físico. A Energia Livre de Gibbs é útil para entender processos que ocorrem a pressão e temperatura constantes, como reações químicas em solução. Já a Energia de Helmholtz é mais adequada para sistemas a volume e temperatura constantes, como em certos sistemas físicos e materiais.

Resposta

Não, na Energia de Helmholtz a diferença entre a energia interna e o produto $ T \Delta S $ não tem exatamente o mesmo significado físico que na Energia Livre de Gibbs. Embora ambos envolvam a energia total do sistema e a entropia, eles são aplicáveis em condições diferentes (volume constante para Helmholtz e pressão constante para Gibbs) e, portanto, suas interpretações físicas variam de acordo com o contexto.

Exercícios relacionados