A termodinâmica do processo de desenovelamento proteico é descrita pela sua variação de energia livre,
.
Discuta a relação entre a forma não linear da curva
e a observação experimental de um aumento de capacidade térmica que acompanha o desenovelamento proteico,
.
Discuta a relação entre a forma não linear da curva
Passo 1
Beleza, vamos lá! Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Ela fala sobre a termodinâmica do processo de desenovelamento de proteínas, usando a variação de energia livre dada por
. O conteúdo aqui é termodinâmica, focando em como a energia livre muda com a temperatura durante o desenovelamento. Para resolver, vamos precisar entender como a capacidade térmica
está relacionada com essa variação de energia livre e por que isso faz com que a curva de
seja não linear.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a equação básica fornecida:
Aqui,
é a variação da energia livre durante o desenovelamento,
é a variação de entalpia, e
é a variação de entropia. O termo
representa a contribuição da desordem ao sistema com a temperatura
.
Passo 3
A capacidade térmica,
, é definida como a derivada da variação de entalpia em relação à temperatura:
Quando
, significa que a entalpia associada ao desenovelamento aumenta com a temperatura. Isso indica que o processo absorve mais calor à medida que a temperatura sobe.
Passo 4
Agora, vamos relacionar
com a variação de entropia
. Sabemos que:
Isso mostra que a entalpia depende da temperatura de forma não linear quando
não é constante.
Passo 5
Substituindo
na equação da energia livre:
Como
, a integral da capacidade térmica acrescenta um termo dependente de
que não é linear, causando uma curvatura na grafique de
.
Passo 6
Além disso, a variação de entropia também pode depender da temperatura, especialmente se
. Isso adiciona mais um elemento de não linearidade à equação de
.
Resposta
Portanto, a forma não linear da curva
está diretamente relacionada ao aumento da capacidade térmica
durante o desenovelamento proteico. Esse aumento faz com que a variação de entalpia dependa positivamente da temperatura, introduzindo termos não lineares na equação de energia livre, o que resulta na curvatura observada na relação entre
e
.