A 1ª Lei da Termodinâmica diz que a energia não pode ser criada ou destruída, mas apenas processos de transformação de energia. Para um sistema fechado em repouso, isso se resume dU = dQ + dW, onde, U é energia interna; Q, calor, e W, trabalho. Outra função termodinâmica é a entalpia, H, que está corretamente definida na opção
- A)dH = dU + d(PV).
Certa, porque a entalpia é definida por H = U + PV, logo sua diferencial é dH = dU + d(PV).
- B)dH = dG – TdS.
Errada, porque dG - TdS não é a definição de entalpia e mistura funções termodinâmicas distintas.
- C)dH = dU – TdS.
Errada, porque dH não é igual a dU - TdS; essa expressão não corresponde à definição de H.
- D)dH = dQ + dW + PdV – TdS.
Errada, porque acrescenta termos de calor, trabalho e dV, mas entalpia é definida a partir de U e PV, não por essa combinação.
Gabarito: A
A entalpia é uma função termodinâmica muito usada quando o processo envolve pressão, volume e troca de calor. Ela é definida por H = U + PV, ou seja, soma-se a energia interna ao termo pressão vezes volume. Quando você diferencia essa expressão, obtém dH = dU + d(PV), que é exatamente a relação pedida na questão. Em outras palavras, a entalpia não aparece do nada: ela é uma forma conveniente de reescrever a energia do sistema, principalmente em processos a pressão constante. Por isso ela é tão comum em termodinâmica e em equilíbrio de fases, onde calor trocado e trabalho de expansão costumam andar juntos como dupla inseparável. A alternativa A está correta porque reproduz diretamente a definição matemática da entalpia em forma diferencial. Já as demais misturam grandezas diferentes, como Gibbs e entropia, ou colocam termos de calor e trabalho no lugar errado. Em prova, vale lembrar a fórmula-mãe: H = U + PV, então sua diferencial é só a derivada dessa identidade.