Partindo do Hamiltoniano de uma partícula livre, encontre os potenciais termodinâmicos F, G e H.
Passo 1
O enunciado pede para, a partir do Hamiltoniano de uma partícula livre de massa
no volume
em equilíbrio térmico à temperatura
, calcular os potenciais termodinâmicos:
– Energia livre de Helmholtz
– Energia livre de Gibbs
– Entalpia
Usaremos o formalismo canônico para obter a função de partição e, a partir dela, os demais potenciais.
– Energia livre de Helmholtz
– Energia livre de Gibbs
– Entalpia
Usaremos o formalismo canônico para obter a função de partição
Passo 2
A função de partição canônica é
onde
e
é a constante de Planck.
Passo 3
A energia livre de Helmholtz é
Passo 4
A energia interna resulta de
e a pressão, da equação de estado de gás ideal, é
Passo 5
A energia livre de Gibbs satisfaz
Passo 6
A entalpia é definida por
Resposta
F
G
H
G
H