Estado metaestável e de equilíbrio
Produzido por Erick PinhoTeoria
Fala aiiiii pessoal!
Em algum momento da sua vida, você deve ter percebido o seguinte: uma garrafa de cerveja que estava no congelador, ao ser retirada do congelador com as mãos, a bebida que inicialmente estava líquida e gelada, começou a cristalizar diante dos seus olhos.
Você deve estar se perguntando, por que isso acontece? Vamos entender o porquê?
Estado de equilíbrio termodinâmico
A estabilidade de uma microestrutura de um material depende do estado de equilíbrio do material a uma dada temperatura e pressão. A estabilidade “emocional” do material pode ser classificada como: metaestável e de equilíbrio. Vamos entender melhor o que são estes estados?
Estado metaestável
Vamos observar o bloco abaixo, a face de menor área está apoiada sobre o piso e se manterá nessa posição, porém se você aplicar uma força ele cairá, pois a área de contato com o solo é menor que o comprimento, não favorecendo um bom equilíbrio.
E o que isso tem a ver com os materiais? Primeiramente vamos pensar no exemplo da garrafa de cerveja na geladeira.
Na fabricação da cerveja é adicionado gás carbônico (CO2), que aumenta a pressão dentro da garrafa. A pressão e as baixas temperaturas fazem com que uma quantidade maior de gás carbônico permaneça no líquido. Com temperaturas pouco abaixo de 0º, a bebida encontra-se em um estado bem instável e qualquer alteração de temperatura é suficiente para congelá-la, então quando tocamos na garrafa causamos um desequilíbrio em seu interior. O calor faz com que mais gás carbônico dissolvido na cerveja passe do estado líquido para o gasoso. Isso reduz ainda mais a temperatura da bebida. Um único cristal se forma, e vai dando origem a muitos outros, que originam outros… transformando toda água em gelo. Sacas?
Essa mudança de fase chamamos de metaestável, esse tipo de sistema é aparentemente estável, é um sistema “delicado”. Quando ocorre uma perturbação externa o sistema metaestável sofre uma alteração.
Estado de equilíbrio
Notem na imagem abaixo, temos um bloco apoiado completamente no piso, ao contrário do que ocorre no bloco que mencionei acima, se você aplicar uma força ele não irá cair.
E o que isso quer dizer em relação a microestrutura dos materiais? Suas propriedades e características não mudaram com o tempo, e no diagrama de fases, são representadas por letras gregas.
Vamos praticar nos exercícios?