O que ocorre com a
e com a
nos sistemas de um componente, tomando como base a regra das fases?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pergunta o que acontece com a pressão (
) e a temperatura (
) em sistemas com um componente, usando a regra das fases. Pra resolver isso, vamos precisar entender a regra das fases e como ela se aplica a sistemas de uma única substância.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre a regra das fases. A regra das fases, desenvolvida por Gibbs, ajuda a determinar quantas variáveis (como pressão e temperatura) podem ser alteradas sem mudar o número de fases presentes em um sistema. A fórmula é:
Onde:
-
é o grau de liberdade (quantas variáveis podem ser mudadas) -
é o número de componentes químicos no sistema -
é o número de fases presentes
Passo 3
No nosso caso, estamos lidando com um sistema de um componente, ou seja,
. Então, substituindo na fórmula:
Isso significa que o grau de liberdade depende de quantas fases (
) estão presentes.
Passo 4
Vamos analisar os diferentes cenários com base no número de fases:
-
Uma fase (
): - Substituindo na fórmula:
- Isso quer dizer que tanto a pressão (
) quanto a temperatura ( ) podem ser variáveis independentes. Você pode mudar ou sem forçar a formação de outra fase.
- Substituindo na fórmula:
-
Duas fases (
): - Substituindo na fórmula:
- Aqui, apenas uma das variáveis pode mudar. Se você alterar a pressão, a temperatura também muda automaticamente para manter as duas fases em equilíbrio, e vice-versa.
- Substituindo na fórmula:
-
Três fases (
): - Substituindo na fórmula:
- Nesse caso, nem a pressão nem a temperatura podem ser alteradas sem que as três fases se desloquem. Isso ocorre em condições específicas, como o ponto triplo de uma substância.
- Substituindo na fórmula:
Resposta
Então, resumindo:
- Uma fase (
): e são independentes e podem variar livremente. - Duas fases (
): e estão interligados; mudar um implica mudar o outro. - Três fases (
): e são fixos; não podem ser alterados sem mudar o número de fases.
Exercícios relacionados
Determine: d) Quantos componentes há num sistema solução de ácido acético em água?
Determine: a) Quantas fases possui uma solução de etanol em água?
O que ocorre numa solução ideal quando a energia de Gibbs da mistura de líquidos é positiva?
A
, a pressão de vapor do brometo de etila é 10 mmHg , enquanto que a do cloreto de etila é 40 mmHg . Assume-se que a mistura é ideal. Se existir apenas um traço de líquido e se a fração molar do cloreto de etila no vapor for de 0,80 qual será a pressão total e a fração molar do cloreto de etila no equilíbrio?