Explique as limitaçőes das seguintes expressōes: (a)
, (b)
, ©
.
Passo 1
Então, a gente tem uma questão que pede para explicar as limitações de três expressões específicas:
(a) ,
(b) ,
e
© .
Vamos usar conceitos de termodinâmica para entender onde essas fórmulas podem não ser tão precisas ou aplicáveis.
(a)
(b)
e
©
Vamos usar conceitos de termodinâmica para entender onde essas fórmulas podem não ser tão precisas ou aplicáveis.
Passo 2
Começando com a expressão (a)
. Aqui,
representa a variação de entropia,
é a capacidade calorífica, e
e
são temperaturas finais e iniciais. A limitação dessa fórmula é que ela assume que a capacidade calorífica
é constante durante todo o processo, o que nem sempre é verdade, especialmente em variações de temperatura grandes onde
pode mudar.
Passo 3
Agora, olhando para a expressão (b)
. Essa é a equação da energia livre de Gibbs. A principal limitação aqui é que ela assume que a temperatura
é constante durante o processo. Em situações onde a temperatura varia, essa equação não seria tão precisa para determinar
.
Passo 4
Por fim, temos a expressão ©
. Essa relação tenta igualar a variação de energia livre de Gibbs com o trabalho máximo que pode ser realizado pelo sistema. A limitação dessa expressão é que ela só é verdadeira para processos reversíveis e a máxima eficiência, o que na prática é difícil de alcançar. Em processos irreversíveis, o trabalho realizado será menor que
.
Resposta
Essas expressões têm limitações importantes: a fórmula para
assume capacidade calorífica constante,
requer temperatura constante, e
só vale para processos reversíveis e com máxima eficiência, sendo menos aplicável em situações reais onde essas condições não são atendidas.
Exercícios relacionados
Imagine que você coloca um cubo de gelo de massa igual a 100 g em um copo de água que está a uma temperatura um pouco acima de
. Quando o gelo derreter, aproximadamente 33 kJ de energia são absorvidos a partir das vizinhanças como calor. Qual é a variação de entropia (a) da amostra (o gelo), (b) das vizinhanças (o copo de água)?
Quais são (a) a componente
e (b) a componente
de um vetor
do plano
que faz um ângulo de
no sentido anti-horário com o semiciclo
positivo e tem um módulo de 73 m?
Sugira um procedimento para a medida da entropia de desdobramento de uma proteína usando a calorimetria diferencial de varredura, técnica discutida na Seção 1.10.
Quais são a componente
de um vetor
do plano
que faz um ângulo de
no sentido anti-horário com o semiciclo
positivo e tem um módulo de 73 m?