O que são as variáveis de estado? Quais as variáveis que definem um estado da substância? Defina cada uma das variáveis de estado? Como as variáveis de estados se combinam para formar a Equação de Estado?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A pergunta é sobre variáveis de estado e como elas definem o estado de uma substância, além de como essas variáveis se juntam para formar a Equação de Estado. Para resolver isso, vamos precisar conhecer o que são variáveis de estado e quais são elas, além de entender um pouquinho sobre equações que relacionam essas variáveis.

Passo 2

Primeiro, variáveis de estado são propriedades que descrevem o estado de uma substância em um determinado momento. Elas são importantes porque dependem apenas do estado atual da substância, não de como ela chegou lá. Isso significa que se dois sistemas têm as mesmas variáveis de estado, eles estão no mesmo estado termodinâmico, independentemente do processo pelo qual passaram.

Passo 3

As principais variáveis que definem o estado de uma substância são:
  1. Pressão §: Força exercida por unidade de área.
  2. Volume (V): Espaço que a substância ocupa.
  3. Temperatura (T): Medida da energia cinética média das partículas.
  4. Quantidade de substância (n): Número de mols presentes.
Essas quatro variáveis são fundamentais para descrever o estado de um sistema termodinâmico.

Passo 4

Vamos definir cada uma das variáveis de estado:
  • Pressão §: É a força que as partículas exercem umas sobre as outras e sobre as paredes do recipiente onde a substância está contida. É medida em unidades como pascal (Pa).
  • Volume (V): É o espaço ocupado pela substância. Pode ser medido em litros (L) ou metros cúbicos (m³).
  • Temperatura (T): Indica quão quente ou frio está o sistema, relacionada à energia cinética das partículas. A temperatura é medida em Kelvin (K), Celsius (°C) ou Fahrenheit (°F).
  • Quantidade de substância (n): Refere-se ao número de mols presentes no sistema, que é uma medida da quantidade de partículas. A unidade é o mol (mol).

Passo 5

Agora, vamos ver como as variáveis de estado se combinam para formar a Equação de Estado. A Equação de Estado é uma relação matemática que liga essas variáveis, descrevendo como elas interagem entre si para definir o estado da substância.
Um exemplo clássico de Equação de Estado é a Equação dos Gases Ideais, que é:
Onde:
  • é a pressão,
  • é o volume,
  • é a quantidade de substância,
  • é a constante dos gases ideais ( ),
  • é a temperatura.
Essa equação mostra como pressão, volume, temperatura e quantidade de substância estão inter-relacionados para descrever o comportamento de um gás ideal.

Resposta

As variáveis de estado são propriedades que descrevem o estado atual de uma substância, como pressão §, volume (V), temperatura (T) e quantidade de substância (n). Cada uma dessas variáveis define aspectos específicos do sistema: pressão mede a força por unidade de área, volume o espaço ocupado, temperatura a energia cinética das partículas e quantidade de substância o número de mols presentes. Essas variáveis se combinam na Equação de Estado, como na Equação dos Gases Ideais , que relaciona pressão, volume, temperatura e quantidade de substância para definir o estado do gás.

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700 730 760 790 810 840 910 1000
0.011 0.035 0.105 0.343 0.789 2.17 20.0 145