O estudo das mudanças de fase de agregação da matéria (estados físicos) pode ser realizado analisando o chamado diagrama de fases. Este diagrama, que é específico de cada substância, corresponde a um gráfico de pressão versus temperatura, em que
são mostradas as regiões de cada fase separadas por linhas de equilíbrio. A figura a seguir mostra o diagrama de fases da água, onde são observadas as regiões dos estados, sólido, líquido e gasoso, bem como três mudanças de fase (A → B; C → D; E →
F), entre outros detalhes.
https://prnt.sc/1r4uvua
A respeito do diagrama de fases mostrado e com base nos seus conhecimentos, responda:
a) Quais os nomes das três mudanças de fase mostradas no gráfico?
b) Com base na reta que divide a região do sólido e do líquido no diagrama de fases da água, explique como é possível “escorregar” no gelo utilizando patins com lâmina.
c) Se a pressão indicada no gráfico por P possuir o valor de 1 atm, quais os valores, em graus celsius (°C) das temperaturas indicadas por T e T ?
d) O ponto de coordenadas (P ,T ) é o ponto crítico e corresponde à condição de pressão e temperatura máximas na qual podemos ter o equilíbrio entre o líquido e o vapor. Como se chama a matéria acima do ponto crítico?
e) Utilizando a equação dos gases ideais calcule o volume crítico de um mol de água, sabendo que Pc = 218 atm e Tc = 374 °C.
Dados: constante universal dos gases ideais, R = 0,082 atm.L.mol .K
Bom dia Hugo.
A respeito do diagrama de fases mostrado e com base nos seus conhecimentos, responda:
a) Quais os nomes das três mudanças de fase mostradas no gráfico?
Fusão, ebulição e sublimação.
b) Com base na reta que divide a região do sólido e do líquido no diagrama de fases da água, explique como é possível “escorregar” no gelo utilizando patins com lâmina.
Os patins com lamina fina aumentam a pressão sobre o gelo fazendo-o fundir a uma temperatura mais baixa. Logo, o patinador desliza na realidade sobre uma pelicula de agua.
c) Se a pressão indicada no gráfico por P possuir o valor de 1 atm, quais os valores, em graus celsius (°C) das temperaturas indicadas por T e T ?
É esperado 0 C e 100 C.
d) O ponto de coordenadas (P ,T ) é o ponto crítico e corresponde à condição de pressão e temperatura máximas na qual podemos ter o equilíbrio entre o líquido e o vapor. Como se chama a matéria acima do ponto crítico?
Chama-se fluido supercrítico.
e) Utilizando a equação dos gases ideais calcule o volume crítico de um mol de água, sabendo que Pc = 218 atm e Tc = 374 °C.
Dados: constante universal dos gases ideais, R = 0,082 atm.L.mol .K
T = 374 + 273,15 = 647,15 K; importante converter para K que é a temperatura usada na termodinâmica.
Vc = n.R.T / p =( 1 grmol * (0,082 atm.l/grmol,K) * 647,15 K) / 218 atm = 0,2434 l.
cqd.
