Em termos da temperatura absoluta T e do potencial químico u, a pressão de um fluido puro é dada por p=AT^(5/2) exp(u/RT), onde R é a constante universal dos gases e A é uma constante positiva.
a) Obtenha urna expressão para o potencial de Gibbs por mol, g=g(T,p);
b) Qual a expressão da energia interna por mol, u=u(T,v), onde v=V/N é o volume molar?
c) Obtenha uma expressão para a energia livre de Helmholtz por mol, f=f(T,v).
d) Dadas a temperatura e a pressão, calcule a compressibilidade isotérmica.
A energia livre de Gibbs (∆Gº), é uma grandeza termodinâmica definida como a diferença entre variação de entalpia (∆Hº) e a temperatura (T) vezes a variação de entropia (∆Sº) em uma reação. De acordo com a equação abaixo:
∆Gº=∆Hº - T∆Sº
onde:
∆Hº= é uma função de estado chamada de variação de entalpia que informa a variação de energia em pressão constante.
T= a temperatura é uma grandeza física intensiva que é influenciada ou sofre influência das variações energéticas durante a movimentação das partículas.
∆Sº= a variação de entropia é uma função de estado que informa a variação de energia em função do estado de liberdade das partículas.
A energia livre é simplesmente um método de medição do trabalho máximo realizado durante um processo. Essa função é uma das mais usadas na química e na bioquímica em virtude desta acompanhar a maioria dos processos reacionais, em virtude de a energia livre ser capaz de predizer se uma reação é espontânea, isto é, caso a temperatura e a pressão sejam constantes. Para que um processo ocorra espontaneamente ∆Gº deve ser negativa como, por exemplo, uma reação exotérmica que apresenta um alto valor negativo de entalpia, onde a entalpia é decisiva na determinação da energia livre, o que por sua vez é favorecido por um valor pequeno e positivo de T∆Sº. Se a ∆Gº=0 o sistema está em equilíbrio, tendência de toda reação química.
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