Escreva as condições de equilíbrio de fase para os seguintes sistemas fechados: Gelo em equilíbrio com água líquida.
Passo 1
Beleza! A gente tem que escrever as condições de equilíbrio de fase para um sistema fechado onde o gelo está em equilíbrio com a água líquida. Isso faz parte da matéria de Termodinâmica, mais especificamente sobre equilíbrio de fases. Para resolver, vamos precisar entender que, para duas fases estarem em equilíbrio, elas devem ter a mesma temperatura, a mesma pressão e o mesmo potencial químico.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre temperatura. Quando o gelo e a água estão em equilíbrio, eles devem estar na mesma temperatura. Isso porque se estivessem com temperaturas diferentes, haveria transferência de calor até igualar.
Então, temos:
Passo 3
Agora, vamos para a pressão. Assim como a temperatura, a pressão nas duas fases também deve ser a mesma para que não haja movimento de massa ou energia entre elas.
Então:
Passo 4
Por último, mas não menos importante, está o potencial químico. O potencial químico é uma grandeza que indica a tendência de uma substância se transformar ou se mover. Para que o gelo e a água estejam em equilíbrio, o potencial químico da água na fase sólida (gelo) deve ser igual ao da fase líquida.
Então:
Resposta
As condições de equilíbrio de fase para gelo em equilíbrio com água líquida são: