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>
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Temperatura Solidus
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Temperatura Liquidus
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---|---|---|
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.