Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul
Unidade Universitária de Dourados -
Licenciatura Plena em Física
Termodinâmica: Potenciais Termodinâmicos - Prof. Nilson
4.1.3
Entalpia Mínima
Seja a função de estado:
H = U + PV
denominada entalpia (sobreaquecimento). A variação da entalpia em processos isobáricos (com trabalho de
expansão) é o calor trocado.
Para um sistema em equilíbrio a pressão e o número de moles constantes, com entropia S0 e entalpia H0
compatíveis com as suas ligações, temos:
ˆ Qualquer distribuição da entalpia H0 entre as partes do sistema diferente da distribuição de equilíbrio faz
diminuir a entropia.
ˆ Qualquer distribuição da entropia S0 entre as partes do sistema diferente da distribuição de equilíbrio faz
aumentar a entalpia.
O Princípio da Entalpia Mínima é um princípio de potencialidade para um sistema a pressão constante (são
necessárias máquinas térmicas reversíveis para se obter trabalho).
∆H = −Wliq ≤ 0
(Wliq ≥ 0)
Wmax = −∆Hrev
(é espontâneo e potencial)
4.1.4
Energia Livre Mínima (Função de Helmholtz)
Seja um sistema formado por um subsistema A com volume constante, CV constante e por uma fonte de
calor à temperatura T0 . A partir da conservação da energia interna denimos uma nova função
F = U − TS
denominada função de
Helmholtz
ou energia livre. Como U, T e S são funções de estado, F também o é:
∆F ≤ 0
A condição de equilíbrio é dada por ∆U − T ∆S = ∆F ≤ 0, e a função de Helmholtz é mínima.
A diminuição da função de Helmholtz de um sistema a volume constante e em contato com uma fonte de
calor, num processo espontâneo, implica o aumento da entropia do universo e vice-versa.
4.1.5
Função de Gibbs Mínima
Seja um sistema formado por um subsistema em contato com uma fonte de trabalho à pressão P0 e uma
fonte de calor à temperatura T0 .
A partir da conservação da energia interna, denimos uma nova função:
G = U − TS + PV
chamada função de Gibbs ou entalpia livre, a condição de equilíbrio escreve-se na forma:
∆U − T ∆S + P ∆V = ∆G ≤ 0
Que é o princípio da Função de gibbs Mínima (∆G ≤ 0).
Um sistema em contato com uma fonte de calor e uma fonte de trabalho evolui espontaneamente até chegar
ao mínimo de sua função de Gibbs.
A diminuição da função de Gibbs implica o aumento da entropia do universo e vice-versa.
Wmax = −∆Grev
(é espontâneo e potencial)