Indique qual função de estado
ou
é igual ao calor, para cada processo descrito abaixo:
b) a fusão de um cubo de gelo dentro de uma xícara
b) a fusão de um cubo de gelo dentro de uma xícara
Passo 1
Vamos resumir a questão: precisamos identificar qual função de estado,
(variação da energia interna) ou
(variação da entalpia), é igual ao calor envolvido na fusão de um cubo de gelo dentro de uma xícara. Estamos trabalhando com termodinâmica, especificamente com processos de mudança de fase e as relações entre calor e funções de estado.
Passo 2
Primeiro, é importante entender o que são
e
. A variação da energia interna (
) está relacionada à energia total do sistema, considerando apenas as interações internas. Já a variação da entalpia (
) leva em conta tanto a energia interna quanto o trabalho realizado pelo sistema à pressão constante. A equação que relaciona entalpia e calor em processos a pressão constante é:
Isso significa que, em processos que ocorrem a pressão constante, o calor trocado com o ambiente é igual à variação da entalpia.
Passo 3
No caso da fusão do gelo, o processo ocorre geralmente em condições de pressão atmosférica constante (como dentro de uma xícara aberta no ambiente). Durante a fusão, o gelo absorve calor do ambiente para se transformar em água líquida, mantendo a pressão constante. Portanto, o calor absorvido está diretamente relacionado à variação da entalpia.