Indique qual função de estado
ou
é igual ao calor, para cada processo descrito abaixo:
a) a ignição de uma amostra em uma bomba calorimétrica na qual amostras são aquecidas para a análise do conteúdo de calor. Obs.: A bomba calorimétrica, neste caso, é uma câmara de metal pesado e inflexível
a) a ignição de uma amostra em uma bomba calorimétrica na qual amostras são aquecidas para a análise do conteúdo de calor. Obs.: A bomba calorimétrica, neste caso, é uma câmara de metal pesado e inflexível
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A gente precisa determinar qual função de estado,
(variação de energia interna) ou
(variação de entalpia), é igual ao calor em cada processo descrito. No caso específico, estamos falando da ignição de uma amostra em uma bomba calorimétrica que é uma câmara de metal pesado e inflexível. Para resolver isso, vamos precisar entender o que são
e
, e como eles se relacionam com o calor nos processos.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar o que são essas funções de estado. A energia interna (
) é a energia total que está armazenada no sistema, considerando as energias cinética e potencial das moléculas. Já a entalpia (
) é uma medida da energia total do sistema mais a pressão vezes o volume (
).
Quando falamos sobre calor em processos a pressão constante, usamos a entalpia (
). Já em processos onde o volume é constante, como em uma câmara rígida e inflexível, o trabalho de expansão é zero. Nesse caso, toda a energia transferida na forma de calor está relacionada apenas à variação da energia interna (
).
Passo 3
No caso descrito, a bomba calorimétrica é uma câmara de metal pesado e inflexível. Isso significa que o volume da câmara não muda durante o processo de ignição. Como o volume permanece constante, não há trabalho de expansão realizado pelo sistema. Portanto, toda a energia transferida na forma de calor é igual à variação da energia interna do sistema.