A energia interna é chamada de função de estado porque seu valor depende apenas do estado atual do sistema, não do caminho adotado para atingir esse estado. Aqui está o porquê:
*
Estado: O estado de um sistema é definido por suas propriedades macroscópicas como temperatura, pressão, volume e composição.
*
caminho: O caminho refere -se à série específica de alterações (como o calor adicionado, o trabalho realizado) que um sistema passa para atingir um estado específico.
Aqui está uma analogia simples: Imagine que você está escalando uma montanha. Sua elevação é uma função de estado, porque depende apenas da sua posição atual na montanha. Não importa se você seguiu um caminho difícil e sinuoso ou um caminho reto e fácil de chegar lá - sua elevação naquele momento é a mesma.
A energia interna funciona da mesma maneira: *
Estado: A energia interna de um sistema é determinada pelas energias cinéticas e potenciais de suas moléculas. Essas energias são uma função da temperatura, pressão e composição do sistema - suas variáveis de estado.
*
caminho: Quanto calor você adiciona ou trabalha no sistema para alterar sua energia interna não importa. A energia interna final depende apenas do estado final do sistema.
Exemplo: Digamos que você tenha um gás em um recipiente. Você pode aumentar sua energia interna::
1.
aquecendo: A adição de calor aumenta diretamente a energia cinética das moléculas de gás.
2.
comprimindo: Fazer o trabalho no gás comprimindo aumenta a energia potencial das moléculas devido à sua proximidade mais próxima.
Embora esses sejam caminhos diferentes para atingir uma energia interna mais alta, a energia interna final será a mesma se o gás acabar no mesmo estado (mesma temperatura, pressão e volume).
Tecla de takeaway: A energia interna é uma função de estado porque é determinada apenas pelo estado atual do sistema, não pelo processo ou caminho específico adotado para atingir esse estado. Essa propriedade o torna um conceito fundamental na termodinâmica e nos ajuda a entender as mudanças de energia em vários sistemas.
