O que é um estado de referência, e como a sua escolha afeta a análise energética de um processo? Valor 1,0

Passo 1

O enunciado pede para explicar o que é um estado de referência no contexto de termodinâmica e como a escolha desse estado afeta a análise energética de um processo. Vamos tratar de grandezas de energia (energia interna, entalpia etc.) e mostrar que, embora os valores absolutos dependam do referencial, as variações de energia não mudam.

Passo 2

O estado de referência é um ponto arbitrário de temperatura, pressão e composição em que se atribui valor zero a uma propriedade termodinâmica (por exemplo, entalpia h ou energia interna u). Por exemplo, pode-se definir
h=0\quad\text{a }25^\circ\text{C e }1\text{ atm}
para todas as substâncias em seu estado padrão.

Passo 3

Quando calculamos uma variação de entalpia ou energia interna ao longo de um processo, usamos
\Delta h = h_{\text{final}} - h_{\text{inicial}}
Se mudarmos o referencial (isto é, adicionarmos uma constante C a todos os valores de h), teremos
h' = h + C \quad\Longrightarrow\quad \Delta h' = (h_{\text{f}}+C)-(h_{\text{i}}+C)=h_{\text{f}}-h_{\text{i}}=\Delta h.
Logo, as variações \Delta h (ou \Delta u, \Delta H etc.) permanecem inalteradas.

Passo 4

Em um balanço de energia de um sistema aberto ou fechado, só entram as variações de energia. Assim, embora a escolha do estado de referência altere os valores absolutos tabelados (por exemplo, entalpias padrão de formação), ela não muda a análise energética do processo, pois só importa o cálculo de diferenças de energia.

Resposta

Um estado de referência é o ponto em que se fixa arbitrariamente zero para uma propriedade termodinâmica (entalpia, energia interna etc.). A escolha desse referencial muda os valores absolutos tabelados, mas não afeta a análise energética do processo, pois as equações de balanço dependem apenas das variações de energia ( \Delta), que são independentes do referencial.

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