Curso de termodinâmica/Energia livre e trabalho máximo
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| Rel.fundamentais | Gibbs-Helmhotz | Pressão interna | Cp e Cv | Van der Waals | pressão-entalpia | Trab. máximo |
[editar] Energia livre de Helmholtz e trabalho isotermo máximo
A primeira lei escreve se:
onde δW representa todas as formas de trabalho que pode exercer o sistema.
De outro lado, a segunda lei escreve se:
Estas equações dão: 
ou ainda: 
Por meio da definição da energia livre de Helmholtz: 
,
obtemos: 
Temos então: 
o que é simplificado a temperatura constante:
ou 
O trabalho exercido pelo experimentador (então pelo sistema) é - W. A equação anterior se escreve também:
onde a igualdade estrita é verificada para um processo reversível.
Por conseqüência, (Δ - F) representa o trabalho máximo de qualquer natureza que podemos obter de um sistema à temperatura constante.
[editar] Energia livre de Gibbs e trabalho outro que o trabalho de expansão.
Se considerarmos todas as formas de trabalho, a primeira lei da termodinâmica escreve se:
com: 
De outro lado, a segunda lei escreve se:
Destas duas equações resulta: 
ou ainda:
o que pode ser escrito::
Por meio da definição de G:
obtemos: 
ou ainda: 
Temos ainda: 
que simplificamos a temperatura e pressão constantes: 
ou 
O trabalho ganho pelo experimentador é - W. A equação anterior pode ser escrita:
onde nos temos a igualdade para um processo reversível. Por conseqüência, ( - ΔG) representa o trabalho não-mecânico máximo que podemos obter de um sistema a temperatura e pressão constantes. Este resultado é interessante quando examinamos o trabalho elétrico que podemos obter de um sistema químico (pilhas eletroquímicas)
