Com as informações dadas a seguir, das temperaturas solidus e liquidus do sistema cobre-ouro, esboce o diagrama de fases desse sistema e indique as fases presentes em cada uma das regiões. Considere uma única fase a como produto final da solidificação.
Composição <br> (% p Au) Temperatura Solidus ( ^circ C) Temperatura Liquidus ( ^circ C)
0 1085 1085
20 1019 1042
40 972 996
60 934 946
80 911 911
90 928 942
95 974 984
100 1064 1064

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O que a gente tem aqui é um conjunto de dados sobre as temperaturas solidus e liquidus do sistema cobre-ouro (Cu-Au). Nosso objetivo é esboçar o diagrama de fases desse sistema e identificar quais fases estão presentes em cada região do diagrama. Para isso, vamos precisar entender o que são temperaturas solidus e liquidus, além de saber como elas se relacionam com as fases de um material durante a solidificação.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa temperatura solidus e temperatura liquidus. A temperatura solidus é a temperatura abaixo da qual o material está completamente sólido. Já a temperatura liquidus é a temperatura acima da qual o material está completamente líquido. Entre essas duas temperaturas, o material está em uma mistura de sólido e líquido, ou seja, em uma região de coexistência de fases.

Passo 3

Agora, vamos organizar os dados fornecidos em um formato que nos ajude a esboçar o diagrama de fases. Temos a composição em porcentagem de ouro (Au) e as respectivas temperaturas solidus e liquidus em graus Celsius (°C). Vamos listar esses dados:
Composição (% Au) Temperatura Solidus (°C) Temperatura Liquidus (°C)
0 1085 1085
20 1019 1042
40 972 996
60 934 946
80 911 911
90 928 942
95 974 984
100 1064 1064

Passo 4

Vamos plotar esses dados em um gráfico, onde o eixo X representa a composição de ouro (% Au) e o eixo Y representa a temperatura (°C). Para cada ponto de composição, temos duas temperaturas: a solidus e a liquidus. Ao conectar os pontos de solidus, formamos a linha solidus, e ao conectar os pontos de liquidus, formamos a linha liquidus.

Passo 5

Observando os dados, percebemos que na composição de 0% de Au (apenas cobre) e 100% de Au (apenas ouro), as temperaturas solidus e liquidus são iguais, indicando que não há faixa de coexistência de fases nesses pontos. No entanto, para composições intermediárias, há uma diferença entre as temperaturas solidus e liquidus, formando uma faixa onde sólido e líquido coexistem.

Passo 6

Com base nisso, ao esboçar o diagrama, teremos duas curvas: uma para a temperatura solidus e outra para a liquidus. Entre essas duas curvas, teremos a região de coexistência de fases, onde o material está parcialmente sólido e parcialmente líquido.

Passo 7

Agora, vamos identificar as fases presentes em cada região do diagrama:
  • Acima da linha liquidus: O material está totalmente líquido.
  • Entre as linhas solidus e liquidus: O material está em coexistência de sólido e líquido.
  • Abaixo da linha solidus: O material está totalmente sólido.

Passo 8

Por fim, como o enunciado pede para considerar uma única fase como produto final da solidificação, entendemos que o produto final será apenas a fase sólida. Assim, ao resfriar o material abaixo da linha solidus, teremos a formação completa de uma única fase sólida.

Resposta

O diagrama de fases do sistema cobre-ouro apresenta duas curvas principais: a linha solidus e a linha liquidus. Acima da linha liquidus, o material está totalmente líquido. Entre a solidus e a liquidus, há coexistência de fases sólido e líquido. Abaixo da solidus, o material está completamente sólido. O produto final da solidificação é uma única fase sólida.

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