Julgue as alternativas a seguir em verdadeiras (V) ou falsas (F), justificando as alternativas falsas.
Se um sistema realiza um processo a T e P constantes, a energia livre de Gibbs do sistema fica constante quando o sistema alcança o estado de equilíbrio.
Se um sistema realiza um processo a T e P constantes, a energia livre de Gibbs do sistema fica constante quando o sistema alcança o estado de equilíbrio.
Passo 1
Beleza, o enunciado diz: “Se um sistema realiza um processo a T e P constantes, a energia livre de Gibbs do sistema fica constante quando o sistema alcança o estado de equilíbrio.”
Conteúdo: Termodinâmica, mais especificamente a energia livre de Gibbs.
O que vamos precisar:
Conteúdo: Termodinâmica, mais especificamente a energia livre de Gibbs.
O que vamos precisar:
- Definição de Gibbs:
. - Expressão diferencial de
. - Critério de espontaneidade e condição de equilíbrio (ΔG < 0 espontâneo, ΔG = 0 em equilíbrio).
Passo 2
Vamos entender o que é a energia livre de Gibbs.
-
é a entalpia: a “energia total” ajustada à pressão constante. -
é a entropia: medida de desordem. -
é a temperatura absoluta.
Então definimos:
Isso é só um “jeito” de combinar H, S e T pra saber se um processo rola espontaneamente.
Passo 3
Agora, a gente pega a diferencial de
para ver como ela muda num processo qualquer:
Mas pela primeira lei e pelas definições, em pressão
constante vale
Logo, se
(pressão fixa) e
(temperatura fixa), fica
Isso diz que, em qualquer pequena variação a
fixos,
.
Passo 4
Na termodinâmica da espontaneidade a gente costuma usar
Ali, se
, o processo é espontâneo; quando o sistema chega em equilíbrio,
. Ou seja, a partir do ponto de equilíbrio não há mais variação de
.
Resposta
V (Verdadeiro).