Diagrama de fases

Aula sobre Diagrama de Fases

2. Afaseemqueumasubstânciaseencontradependedas
condiçõesdepressãoedetemperaturaaqueestásubmetida.
Oestadodedeterminadasubstânciasecaracteriza
pelosvaloresdesuatemperatura,desuapressãoe
deseuvolumeemdadoinstante.
Umasubstânciatambémpodeestarnumestadoque
correspondaaoequilíbrioentreduasfasesoumesmo
entreastrêsfases.

3. Cadaumdosdiagramasdefasesécompostodetrêscurvaserepresentaas
fasesdamatériatermodinamicamenteemfunçãodapressãoedatemperatura.
Trecho1-Curvadefusãoou
solidificação:éacurvaqueseparao
estadosólidodolíquido.Cadaponto
delacorrespondeaoestadode
coexistênciadasfasessólidaelíquida.

4. Cadaumdosdiagramasdefasesécompostodetrêscurvaserepresentaas
fasesdamatériatermodinamicamenteemfunçãodapressãoedatemperatura.
Trecho2-Curvadevaporizaçãoou
condensação:éacurvaquesepara
osestadoslíquidoegasoso.Emcada
pontodelacoexistemasfaseslíquida
egasosa.

5. Cadaumdosdiagramasdefasesécompostodetrêscurvaserepresentaas
fasesdamatériatermodinamicamenteemfunçãodapressãoedatemperatura.
Trecho3-Curvadesublimaçãoou
ressublimação(sublimaçãoinversa):
éacurvaqueseparadiretamenteo
estadosólidodogasoso,sempassar
peloestadolíquido,naqualcoexistem
asfasessólidaegasosada
substância.

6. Cadaumdosdiagramasdefasesécompostodetrêscurvaserepresentaas
fasesdamatériatermodinamicamenteemfunçãodapressãoedatemperatura.
Osdoispontosdestacadosno
diagramadefasesrepresentam,
respectivamente:
opontotriplo(T),queindicaa
pressãop
Tetemperaturaθ
Tda
substânciaemquecoexistemos
trêsestadosfísicosemequilíbrio.

7. Cadaumdosdiagramasdefasesécompostodetrêscurvaserepresentaas
fasesdamatériatermodinamicamenteemfunçãodapressãoedatemperatura.
Osdoispontosdestacadosno
diagramadefasesrepresentam,
respectivamente:
opontocrítico(C),queindicaa
temperaturacríticaθ
Cdeuma
substânciaalémdaqualoestado
gasosoéchamadodegásenão
maisdevapor.

8. Cadaumdosdiagramasdefasesécompostodetrêscurvaserepresentaas
fasesdamatériatermodinamicamenteemfunçãodapressãoedatemperatura.
Osdoispontosdestacadosno
diagramadefasesrepresentam,
respectivamente:
Apressãocorrespondenteà
temperaturacríticaéapressãode
vapordopontocrítico,também
chamadapressãocrítica(p
c).

9. Anoteai:opontocríticoCdeterminaumatemperaturaθ
C,denominada
temperaturacrítica:
acimadatemperaturacrítica,asubstâncianoestadogasoso
édenominadagás.
abaixodatemperaturacrítica,asubstâncianoestado
gasosoéchamadavapor.
Observeque,diferentementedeumgás,ovapor
deumasubstânciapodeserconvertidoemlíquido
apenasaumentandoapressãoexercidasobreele.

10. Observações:
•Vaporéasubstâncianafasegasosaaumatemperaturaigualouinferiorà
temperaturacrítica.Ovaporpodesercondensado(transformadoemlíquido)
oucristalizado(transformadoemsólido)poraumentodepressão,mantida
constanteatemperatura;
•Gáséasubstâncianafasegasosaaumatemperaturasuperioràtemperatura
crítica.Mantidaconstanteatemperatura,ogásnãopodesercondensadopor
aumentodepressão.

11. Nasfiguras,apresentamos,foradeescala,odiagramadefasesparaodióxidode
carbono(CO
2)eodiagramadefasesparaaágua(H
2O).

12. Observequeodiagramadaáguacorrespondeaumaexceção:
ADILSON SECCO
Curva a: Curva da sublimação-sublimação inversa
Curva b: Curva da fusão-solidificação
Curva c: Curva da vaporização-condensação
Ponto T: ponto triplo
Ponto C: ponto crítico

13. Observequeparaamaioriadassubstâncias,umaumentodapressãoexercida
sobreasubstânciaimplicaumaumentodatemperaturademudançadeestado
físico.
ADILSON SECCO
Essassubstânciasaumentamseu
volumeduranteafusão,ouseja,
sedilatam!!

14. Entretanto,algumassubstânciasdiminuemdevolumeaosofrerfusão.
nessecasoumaumentodepressãofavoreceamudançadeestado.
amudançadeestadopassaaocorreremumatemperaturamaisbaixa.
Issoocorrecomaágua,oferro,
obismutoedoantimônio,por
exemplo
ADILSON SECCO

15. FichaResumo:

16. R.35Édadoodiagramadefasesdeumasubstância.
a)OquerepresentamospontosX,Y,WeZassinaladosnográfico?
b)Sobpressãonormal(1atm)eàtemperaturaambiente(20°C),emquefasea
substânciaestá?
c)Identifiquenodiagramaasregiõescorrespondentesàsfasessólida,líquidae
devapor.

17. ORegeloéumfenômenosegundooqualalgumassubstâncias,quando
submetidasadeterminadapressão,fundem-seevoltamasolidificar-sequandoa
pressãoextraéremovida.
Maisdoquedevidoàpressãoexercidapelospatins,ogelodapista
derreteàpassagemdospatinadoresporefeitodoatritoqueaquecea
regiãodecontatocomalâminadopatim.

18. Porém,oregeloéumdosmotivosdehaverdeslizamentodeneve
acumuladanoaltodasmontanhas:opesoaumentaapressãonabase,
provocandoafusãodamassadegelo.

20. Evaporação:processoespontâneoelentoqueocorrenasuperfíciedolíquido,
independentedatemperatura.
Porexemplo,roupasestendidasemumvaral,suordocorpo,superfíciesde
lagos.

21. Evaporação:processoespontâneoelentoqueocorrenasuperfíciedolíquido,
independentedatemperatura.

22. Ebulição:processonoqualháformaçãotumultuosadebolhas,ocorrendoem
todamassalíquida.Aebuliçãoseverificaaumadeterminadatemperatura
(temperaturadeebulição)quedependedapressãoexercidasobreasuperfície
dolíquido.
Porexemplo,aáguaentraemebuliçãoa100ºC,sob
pressãonormal(1atmosfera).

23. Calefação:éumavaporizaçãoforçada,poisrealiza-seaumatemperatura
acimadopontodeebulição.
Nessescasos,olíquidovaporizaantesdeatingira
superfíciedachapa.

24. Atransformaçãoinversada
vaporizaçãoéaliquefação
oucondensação.

25. Éapassagemdeumafase
sólidaparalíquida.A
transformaçãoinversada
fusãoéasolidificação.

26. Sublimaçãoéapassagemdiretamentedafasesólidaparaagasosa.Exemplos:
naftalinaegeloseco(CO
2).
Asublimaçãoinversaétambémdenominadacristalização
eacontecequandoumasubstânciapassadiretamenteda
fasegasosaparaasólida.

27. Quandoumcorposefunde,demodogeral,eleaumentadevolume.Parauma
substânciaquetenhaessecomportamento,observa-sequeumaumentona
pressãoexercidasobreelaacarretaumaumentoemsuatemperaturade
fusão(e,consequentemente,emsuatemperaturadesolidificação).
Avaporizaçãoocorregraçasàfugadepartículasatravésdafronteiralíquido-
gás;assim,umaumentonapressãoacarretaumaumentonatemperatura
deebulição,poisumapressãomaiselevadatendeadificultaravaporização,
literalmenteempurrandoaspartículasdevoltaàsuperfíciedolíquido.
Eporcontadessefenômenoqueforam
desenvolvidasaspanelasdepressão.

28. Leidamudançadefase:Sobpressãoconstante,durante
amudançadefaseatemperaturapermanececonstante.
Calorlatente(L):Numericamenteéaquantidadedecalor
queasubstânciatroca(ganhaouperde),porunidadede
massa,duranteamudançadeestado,mantendo-se
constanteatemperatura.
Experimentalmente,verificamosqueafusãoea
vaporizaçãosãoprocessosendotérmicos,ouseja,
consomemcalor.Jáaliquefaçãoeasolidificaçãosão
processosexotérmicos,ouseja,cedemcalor.