O que é pressão interna? Qual o seu símbolo? Para que serve? Como se calcula (fórmula)?

Passo 1

O enunciado pede para definir o que é pressão interna, indicar seu símbolo, explicar para que ela serve e apresentar sua fórmula de cálculo. Isso envolve termodinâmica de sistemas reais, energia interna e relações de Maxwell.

Passo 2

Pressão interna é a medida de quanto a energia interna U de um sistema varia quando seu volume V muda, mantendo a temperatura T constante. Fisicamente, ela quantifica o efeito das forças intermoleculares sobre a energia do sistema ao expandir ou comprimir o material.

Passo 3

O símbolo convencional da pressão interna é
\pi_{T}
onde o índice T indica que o processo ocorre à temperatura constante.

Passo 4

A pressão interna serve para:
  • Avaliar a não-idealidade de gases e líquidos, pois para um gás ideal temos \pi_{T}=0.
  • Caracterizar a intensidade das interações moleculares (atração ou repulsão) em um fluido.
  • Ajudar no cálculo de variações de energia interna em processos de expansão ou compressão isotérmica.

Passo 5

A definição matemática de pressão interna é
\pi_{T} = \Bigl(\frac{\partial U}{\partial V}\Bigr)_{T}.
Usando uma relação de Maxwell obtém-se também
\pi_{T} \;=\; T\,\Bigl(\frac{\partial p}{\partial T}\Bigr)_{V}\;-\;p,
onde p é a pressão de equilíbrio do sistema.

Resposta

O que é: coeficiente parcial de U em relação a V à temperatura constante, que expressa o efeito das forças intermoleculares.
Símbolo: \pi_{T}.
Para que serve: quantificar a não-idealidade de fluidos e calcular variações de energia interna em processos isotérmicos.
Fórmula:
\pi_{T} = \Bigl(\frac{\partial U}{\partial V}\Bigr)_{T} \quad\text{e}\quad \pi_{T} = T\,\Bigl(\frac{\partial p}{\partial T}\Bigr)_{V} - p.

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