Função de processo - Process function
Termodinâmica |
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Em termodinâmica, uma quantidade que é bem definida para descrever o caminho de um processo através do espaço de estado de equilíbrio de um sistema termodinâmico é denominada uma função de processo , ou, alternativamente, uma quantidade de processo ou uma função de caminho . Por exemplo, trabalho mecânico e calor são funções de processo porque descrevem quantitativamente a transição entre os estados de equilíbrio de um sistema termodinâmico.
As funções de caminho dependem do caminho percorrido para chegar a um estado a partir de outro. Rotas diferentes fornecem quantidades diferentes. Exemplos de funções de caminho incluem trabalho , calor e comprimento do arco . Em contraste com as funções de caminho, as funções de estado são independentes do caminho percorrido. Variáveis de estado termodinâmicas são funções de ponto, diferindo das funções de caminho. Para um determinado estado, considerado como um ponto, existe um valor definido para cada variável de estado e função de estado.
Mudanças infinitesimais em uma função de processo X são freqüentemente indicadas por δX para distingui-las das mudanças infinitesimais em uma função de estado Y que é escrita dY . A quantidade dY é um diferencial exato , enquanto δX não é, é um diferencial inexato . Mudanças infinitesimais em uma função de processo podem ser integradas, mas a integral entre dois estados depende do caminho particular percorrido entre os dois estados, enquanto a integral de uma função de estado é simplesmente a diferença das funções de estado nos dois pontos, independente do caminho percorrido.
Em geral, uma função de processo X pode ser holonômica ou não holonômica. Para uma função de processo holonômica, uma função de estado auxiliar (ou fator de integração) λ pode ser definida de modo que Y = λX seja uma função de estado. Para uma função de processo não holonômica, nenhuma função pode ser definida. Em outras palavras, para uma função de processo holonômica, λ pode ser definido de modo que dY = λδX seja um diferencial exato. Por exemplo, o trabalho termodinâmico é uma função de processo holonômico, uma vez que o fator de integração λ = 1 / p (onde p é a pressão) produzirá o diferencial exato da função de estado de volume dV = δW / p . A segunda lei da termodinâmica, conforme afirmada por Carathéodory, essencialmente equivale à afirmação de que o calor é uma função de processo holonômico, uma vez que o fator de integração λ = 1 / T (onde T é a temperatura) produzirá o diferencial exato de uma função de estado de entropia dS = δQ / T .
Referências
- ^ a b Sychev, VV (1991). As Equações Diferenciais da Termodinâmica . Taylor e Francis. ISBN 978-1560321217 . Página visitada em 26/11/2012 .
Veja também
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