Julgue as alternativas abaixo como verdadeiras ou falsas, justificando suas respostas:
d. Ao longo de uma linha sólida no diagrama de fase de sistemas monocomponentes,
;
d. Ao longo de uma linha sólida no diagrama de fase de sistemas monocomponentes,
Passo 1
Vamos analisar a afirmação: “Ao longo de uma linha sólida no diagrama de fase de sistemas monocomponentes,
.” Aqui, estamos lidando com Termodinâmica, especificamente com diagramas de fase e a regra de fases de Gibbs. Para resolver, precisamos entender o que representa o valor
no diagrama de fases e como ele se relaciona com as diferentes regiões e linhas no diagrama.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre a regra de fases de Gibbs, que é uma ferramenta fundamental na termodinâmica para determinar o número de variáveis independentes no sistema, conhecidas como graus de liberdade (
). A fórmula é:
onde:
-
é o número de componentes no sistema, -
é o número de fases presentes.
Passo 3
Em um sistema monocomponente (
), o cálculo fica:
Isso significa que o grau de liberdade depende do número de fases coexistentes no sistema.
Passo 4
Agora, vamos considerar as diferentes regiões no diagrama de fases:
- Regiões de uma única fase (sólida, líquida ou gasosa): aqui,
, então:
Isso indica que duas variáveis podem ser ajustadas livremente, por exemplo, temperatura e pressão.
Passo 5
Linhas sólidas no diagrama representam a coexistência de duas fases (
). Aplicando na fórmula:
Aqui, apenas uma variável pode ser ajustada livremente, já que as duas fases estão em equilíbrio.
Passo 6
Somente em pontos triplo, onde três fases coexistem (
), temos:
Neste caso, nenhuma variável pode ser ajustada livremente; o sistema está rigidamente definido.
Resposta
A afirmação é falsa. Ao longo de uma linha sólida no diagrama de fase de sistemas monocomponentes, o grau de liberdade
, não zero. O valor
ocorre apenas em pontos triplo, onde três fases coexistem.