Aula sobre Diagrama de Fases

2. A fase em que uma substância se encontra depende das
condições de pressão e de temperatura a que está submetida.
 O estado de determinada substância se caracteriza
pelos valores de sua temperatura, de sua pressão e
de seu volume em dado instante.
 Uma substância também pode estar num estado que
corresponda ao equilíbrio entre duas fases ou mesmo
entre as três fases.

3. Cada um dos diagramas de fases é composto de três curvas e representa as
fases da matéria termodinamicamente em função da pressão e da temperatura.
Trecho 1 - Curva de fusão ou
solidificação: é a curva que separa o
estado sólido do líquido. Cada ponto
dela corresponde ao estado de
coexistência das fases sólida e líquida.

4. Cada um dos diagramas de fases é composto de três curvas e representa as
fases da matéria termodinamicamente em função da pressão e da temperatura.
Trecho 2 - Curva de vaporização ou
condensação: é a curva que separa
os estados líquido e gasoso. Em cada
ponto dela coexistem as fases líquida
e gasosa.

5. Cada um dos diagramas de fases é composto de três curvas e representa as
fases da matéria termodinamicamente em função da pressão e da temperatura.
Trecho 3 - Curva de sublimação ou
ressublimação (sublimação inversa):
é a curva que separa diretamente o
estado sólido do gasoso, sem passar
pelo estado líquido, na qual coexistem
as fases sólida e gasosa da
substância.

6. Cada um dos diagramas de fases é composto de três curvas e representa as
fases da matéria termodinamicamente em função da pressão e da temperatura.
Os dois pontos destacados no
diagrama de fases representam,
respectivamente:
 o ponto triplo (T), que indica a
pressão pT e temperatura θT da
substância em que coexistem os
três estados físicos em equilíbrio.

7. Cada um dos diagramas de fases é composto de três curvas e representa as
fases da matéria termodinamicamente em função da pressão e da temperatura.
Os dois pontos destacados no
diagrama de fases representam,
respectivamente:
 o ponto crítico (C), que indica a
temperatura crítica θC de uma
substância além da qual o estado
gasoso é chamado de gás e não
mais de vapor.

8. Cada um dos diagramas de fases é composto de três curvas e representa as
fases da matéria termodinamicamente em função da pressão e da temperatura.
Os dois pontos destacados no
diagrama de fases representam,
respectivamente:
 A pressão correspondente à
temperatura crítica é a pressão de
vapor do ponto crítico, também
chamada pressão crítica (pc).

9. Anote ai: o ponto crítico C determina uma temperatura θC, denominada
temperatura crítica:
 acima da temperatura crítica, a substância no estado gasoso
é denominada gás.
 abaixo da temperatura crítica, a substância no estado
gasoso é chamada vapor.
Observe que, diferentemente de um gás, o vapor
de uma substância pode ser convertido em líquido
apenas aumentando a pressão exercida sobre ele.

10. Observações:
• Vapor é a substância na fase gasosa a uma temperatura igual ou inferior à
temperatura crítica. O vapor pode ser condensado (transformado em líquido)
ou cristalizado (transformado em sólido) por aumento de pressão, mantida
constante a temperatura;
• Gás é a substância na fase gasosa a uma temperatura superior à temperatura
crítica. Mantida constante a temperatura, o gás não pode ser condensado por
aumento de pressão.

11. Nas figuras, apresentamos, fora de escala, o diagrama de fases para o dióxido de
carbono (CO2) e o diagrama de fases para a água (H2O).

12. Observe que o diagrama da água corresponde a uma exceção:
ADILSONSECCO
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. Observe que para a maioria das substâncias, um aumento da pressão exercida
sobre a substância implica um aumento da temperatura de mudança de estado
físico.
ADILSONSECCO
Essas substâncias aumentam seu
volume durante a fusão, ou seja,
se dilatam!!

14. Entretanto, algumas substâncias diminuem de volume ao sofrer fusão.
 nesse caso um aumento de pressão favorece a mudança de estado.
 a mudança de estado passa a ocorrer em uma temperatura mais baixa.
Isso ocorre com a água, o ferro,
o bismuto e do antimônio, por
exemplo
ADILSONSECCO

15. Ficha Resumo:

16. R.35 É dado o diagrama de fases de uma substância.
a) O que representam os pontos X, Y, W e Z assinalados no gráfico?
b) Sob pressão normal (1 atm) e à temperatura ambiente (20 °C), em que fase a
substância está?
c) Identifique no diagrama as regiões correspondentes às fases sólida, líquida e
de vapor.

17. O Regelo é um fenômeno segundo o qual algumas substâncias, quando
submetidas a determinada pressão, fundem-se e voltam a solidificar-se quando a
pressão extra é removida.
Mais do que devido à pressão exercida pelos patins, o gelo da pista
derrete à passagem dos patinadores por efeito do atrito que aquece a
região de contato com a lâmina do patim.

18. Porém, o regelo é um dos motivos de haver deslizamento de neve
acumulada no alto das montanhas: o peso aumenta a pressão na base,
provocando a fusão da massa de gelo.

20. Evaporação: processo espontâneo e lento que ocorre na superfície do líquido,
independente da temperatura.
Por exemplo, roupas estendidas em um varal, suor do corpo, superfícies de
lagos.

21. Evaporação: processo espontâneo e lento que ocorre na superfície do líquido,
independente da temperatura.

22. Ebulição: processo no qual há formação tumultuosa de bolhas, ocorrendo em
toda massa líquida. A ebulição se verifica a uma determinada temperatura
(temperatura de ebulição) que depende da pressão exercida sobre a superfície
do líquido.
Por exemplo, a água entra em ebulição a 100ºC, sob
pressão normal (1 atmosfera).

23. Calefação: é uma vaporização forçada, pois realiza-se a uma temperatura
acima do ponto de ebulição.
Nesses casos, o líquido vaporiza antes de atingir a
superfície da chapa.

24. A transformação inversa da
vaporização é a liquefação
ou condensação.

25. É a passagem de uma fase
sólida para líquida. A
transformação inversa da
fusão é a solidificação.

26. Sublimação é a passagem diretamente da fase sólida para a gasosa. Exemplos:
naftalina e gelo seco (CO2).
A sublimação inversa é também denominada cristalização
e acontece quando uma substância passa diretamente da
fase gasosa para a sólida.

27. Quando um corpo se funde, de modo geral, ele aumenta de volume. Para uma
substância que tenha esse comportamento, observa-se que um aumento na
pressão exercida sobre ela acarreta um aumento em sua temperatura de
fusão (e, consequentemente, em sua temperatura de solidificação).
A vaporização ocorre graças à fuga de partículas através da fronteira líquido-
gás; assim, um aumento na pressão acarreta um aumento na temperatura
de ebulição, pois uma pressão mais elevada tende a dificultar a vaporização,
literalmente empurrando as partículas de volta à superfície do líquido.
E por conta desse fenômeno que foram
desenvolvidas as panelas de pressão.

28. Lei da mudança de fase: Sob pressão constante, durante
a mudança de fase a temperatura permanece constante.
Calor latente (L): Numericamente é a quantidade de calor
que a substância troca (ganha ou perde), por unidade de
massa, durante a mudança de estado, mantendo-se
constante a temperatura.
Experimentalmente, verificamos que a fusão e a
vaporização são processos endotérmicos, ou seja,
consomem calor. Já a liquefação e a solidificação são
processos exotérmicos, ou seja, cedem calor.