Qual o significado de pressão interna.
Passo 1
O enunciado pede para explicar o significado de pressão interna no contexto de termodinâmica. Vamos trabalhar com a energia interna
de um sistema e ver como ela varia quando o volume
muda à temperatura constante
. Para isso, precisaremos da relação fundamental da termodinâmica e de uma relação de Maxwell.
Passo 2
Definimos a pressão interna
como a derivada parcial da energia interna em relação ao volume à temperatura constante:
Isto significa que
mede quanto a energia interna do sistema varia quando ele sofre uma pequena expansão ou compressão isoterma.
Passo 3
Da primeira lei em forma diferencial para um processo reversível temos
Tomando
constante e derivando em relação a
, obtemos
Aplicando a relação de Maxwell
chegamos à forma prática
Passo 4
Físicamente,
indica a contribuição das forças intermoleculares para a variação da energia interna numa expansão isoterma.
- Para um gás ideal, não há interação entre moléculas, logo
- Para substâncias com forças atrativas predominantes,
, pois ao expandir o sistema a energia interna diminui. - Se as forças repulsivas dominam,
, pois a expansão isoterma aumenta a energia interna.
Resposta
A pressão interna
é dada por
e representa a variação da energia interna de um sistema quando ele sofre uma pequena mudança de volume à temperatura constante, refletindo as interações intermoleculares.