Questão 05) Em quais condições podemos ter a igualdade:
? Sendo
calor e
variação da entalpia.
Passo 1
O enunciado pede para identificar em que situações o calor trocado
em um processo é numericamente igual à variação de entalpia
. O conteúdo envolve a primeira lei da termodinâmica para sistemas fechados e a definição de entalpia, logo precisaremos usar
- A relação entre
, a variação de energia interna e o trabalho . - A definição de entalpia
.
Passo 2
Definimos entalpia como
e sua variação num processo qualquer é
Em geral
.
Passo 3
A primeira lei da termodinâmica para um sistema fechado diz
onde
é o trabalho total realizado pelo sistema. Esse trabalho pode incluir trabalho pressão–volume (
) e trabalhos “não-PV” (
).
Passo 4
Se admitirmos apenas trabalho pressão–volume e nenhum outro tipo de trabalho, então
Em muitos casos de interesse, o processo se dá à pressão constante
, de modo que
Passo 5
Substituindo na expressão de
:
Como
, vem
Passo 6
Portanto, a igualdade
ocorre quando o processo é realizado em pressão constante, o sistema é fechado, há apenas trabalho pressão–volume (sem trabalho de superfície, elétrico etc.) e desprezamos variações de energia cinética e potencial.
Resposta
A igualdade
vale para processos em sistema fechado, à pressão constante, sem trabalho além do pressão–volume e com variações de energia cinética e potencial desprezíveis.