Utilize a regra de Gibbs para encontrar o grau de liberdade de uma substância pura ser encontrada em um sistema líquido-vapor. Explique o valor obtido.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pede para a gente usar a Regra de Gibbs para descobrir o grau de liberdade de uma substância pura que está num sistema líquido-vapor. Basicamente, a Regra de Gibbs nos ajuda a entender quantas variáveis a gente pode mudar sem alterar o número de fases presentes no sistema. Para resolver isso, vamos precisar da fórmula da Regra de Gibbs e entender o que cada termo representa.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar qual é a Regra de Gibbs. Ela é dada pela fórmula:
F = C - P + 2
Onde:
  • é o grau de liberdade,
  • é o número de componentes na mistura,
  • é o número de fases presentes.

Passo 3

No nosso caso, estamos lidando com uma substância pura, então o número de componentes C = 1 é 1.

Passo 4

Além disso, o sistema está coexistindo em líquido e vapor, ou seja, temos duas fases presentes: líquido e vapor. Então, o número de fases P = 2 é 2.

Passo 5

Agora, vamos substituir esses valores na fórmula da Regra de Gibbs:
F = C - P + 2
Substituindo F = 1 - 2 + 2 e :

Passo 6

Fazendo as contas:
F = 1 - 2 + 2 = 1

Resposta

O grau de liberdade é 1. Isso significa que, em um sistema líquido-vapor de uma substância pura, podemos variar uma única variável, como a temperatura, sem alterar o equilíbrio entre as fases. Ou seja, se a gente mudar a temperatura, a pressão também muda automaticamente para manter as duas fases coexistindo.

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