Diferença entre função de estado e função de caminho

Diferença de chave - Função de estado versus função de caminho
 

A termodinâmica é um dos principais ramos da físico-química que indica as relações termoquímicas com diferentes formas de energia e trabalho. Existem quatro leis termodinâmicas usadas na descrição do comportamento de um sistema termodinâmico. A função de estado e a função de caminho são duas maneiras de expressar diferentes propriedades termodinâmicas dos sistemas. A principal diferença entre a função de estado e a função de caminho é que funções de estado não dependem do caminho ou processo, enquanto funções de caminho dependem do caminho ou processo. Portanto, a função de estado e a função de caminho são opostas uma à outra.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é Função de Estado
3. O que é função de caminho
4. Semelhanças entre a função de estado e a função de caminho
5. Comparação lado a lado - função de estado versus função de caminho em forma de tabela
6. Resumo

O que é função de estado

Função de estado é um termo termodinâmico usado para nomear uma propriedade cujo valor não depende do caminho percorrido para atingir esse valor específico. As funções de estado também são conhecidas como funções de ponto. Uma função de estado depende apenas do estado atual do sistema termodinâmico e de seu estado inicial (independente do caminho). A função de estado de um sistema termodinâmico descreve o estado de equilíbrio desse sistema, independentemente de como o sistema chegou a esse estado.

Exemplos de funções de estado

1. Massa
2. Energia - entalpia, energia interna, Energia livre de Gibbs, etc.
3. Entropia
4. Pressão
5. Temperatura
6. Volume
7. Composição química
8. Altitude

Uma função de estado depende de três coisas: a propriedade, o valor inicial e o valor final. Entalpia é uma função de estado. Pode ser dada como uma expressão matemática, conforme mostrado abaixo.

Em que, t₁ é o estado final, t_{0 0} é o estado inicial eh é a entalpia do sistema.

O que é função de caminho?

Função de caminho é um termo termodinâmico usado para nomear uma propriedade cujo valor depende do caminho percorrido para atingir esse valor específico. Em outras palavras, uma função de caminho depende do caminho percorrido para alcançar um estado final a partir de um estado inicial. A função Path também é chamada de função de processo.

Uma função de caminho fornece valores diferentes para caminhos diferentes. Portanto, as funções de caminho têm valores variáveis, dependendo da rota. Portanto, ao expressar matematicamente a função de caminho, são necessárias múltiplas integrais e limites para integrar a função de caminho.

Exemplos de funções de caminho

1. Trabalho mecanico
2. Calor
3. Comprimento do arco

A energia interna é dada pela seguinte equação:

∆U = q + w

Em que U é a mudança na energia interna, q é o calor ew é o trabalho mecânico. A energia interna é uma função de estado, mas calor e trabalho são funções de caminho.

Quais são as semelhanças entre a função de estado e a função de caminho?

• Ambas são funções descritas na termodinâmica.
• Ambas são propriedades de sistemas termodinâmicos.

Qual é a diferença entre função de estado e função de caminho?

Função Estado vs Função Caminho
Função de estado é um termo termodinâmico usado para nomear uma propriedade cujo valor não depende do caminho percorrido para atingir esse valor específico.	Função de caminho é um termo termodinâmico usado para nomear uma propriedade cujo valor depende do caminho percorrido para atingir esse valor específico.
Outros nomes
Funções de estado também são chamadas de funções de ponto.	As funções de caminho também são chamadas de funções de processo.
Processo
Funções de estado não dependem do caminho ou processo.	As funções de caminho dependem do caminho ou processo.
Integração
A função de estado pode ser integrada usando os valores iniciais e finais da propriedade termodinâmica do sistema.	A função Path requer múltiplas integrais e limites de integração para integrar a propriedade.
Valores
O valor da função state permanece o mesmo, independentemente do número de etapas.	O valor da função de caminho de um processo de etapa única é diferente de um processo de etapas múltiplas.
Exemplos
As funções de estado incluem entropia, entalpia, massa, volume, temperatura, etc..	As funções de caminho incluem trabalho mecânico e térmico.

Resumo - Função Estado vs Função Caminho

Função de estado e função de caminho são duas formas de expressões termodinâmicas que fornecem propriedades diferentes de sistemas termodinâmicos. Esses termos são diferentes um do outro; a principal diferença entre a função de estado e a função de caminho é que as funções de estado não dependem do caminho ou processo, enquanto as funções de caminho dependem do caminho ou processo.

Referência:

1. "Função do Estado". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 24 de fevereiro de 2018, disponível aqui.
2. "Estado versus funções de caminho". Química LibreTexts, Libretexts, 23 de janeiro de 2018, disponível aqui.