Questão: Considere um sistema contendo uma substância pura que experimenta um processo isobárico. Qual das seguintes afirmações sobre a entalpia é correta?
a) A entalpia de um sistema é sempre menor que sua energia interna.
b) A variação de entalpia em um processo isobárico é igual ao trabalho realizado pelo sistema.
c) A variação de entalpia em um processo isobárico é igual ao calor trocado com a vizinhança.
d) A entalpia é uma função de estado que depende apenas da pressão e do volume do sistema.
e) A entalpia de uma substância pura é independente da temperatura.
a) A entalpia de um sistema é sempre menor que sua energia interna.
b) A variação de entalpia em um processo isobárico é igual ao trabalho realizado pelo sistema.
c) A variação de entalpia em um processo isobárico é igual ao calor trocado com a vizinhança.
d) A entalpia é uma função de estado que depende apenas da pressão e do volume do sistema.
e) A entalpia de uma substância pura é independente da temperatura.
Passo 1
O enunciado fala de um processo isobárico para uma substância pura e pede qual é a propriedade correta da entalpia. O conteúdo é termodinâmica, mais precisamente definição de entalpia e aplicação da primeira lei num processo à pressão constante.
Passo 2
Definimos a entalpia
de um sistema como
onde
é a energia interna,
a pressão e
o volume.
Passo 3
Tomando diferencial de
, obtemos
Em um processo isobárico temos
. Logo,
Passo 4
Pela primeira lei da termodinâmica,
e, para trabalho pressão–volume,
. Substituindo:
Isso mostra que, a pressão constante, a variação de entalpia é igual ao calor trocado.
Passo 5
Portanto, a única afirmação correta é que, em processo isobárico,
é igual ao calor trocado com a vizinhança.
Resposta
c) A variação de entalpia em um processo isobárico é igual ao calor trocado com a vizinhança.