DIAGRAMA DE FASES 1. Introdução São representações gráficas

DIAGRAMA DE FASES
1. Introdução
São representações gráficas das fases que estão presentes
em um sistema a várias temperaturas e pressões. São
utilizados para entender e predizer muitos aspectos do
comportamento dos materiais.
A temperatura em que ocorre a passagem da fase
líquida para a sólida é denominada ponto de
solidificação.
Nas substâncias puras, o ponto de fusão e solidificação
coincidem, se a pressão for mantida constante.
2.1- Curva de Fusão e Solidificação
Temperatura
O estado físico ou fase de
uma substância está em
função da(o):
A maioria das substâncias têm o seu ponto de fusão ou
solidificação diretamente proporcional à pressão.
Pressão
Volume
Em um diagrama de fases existem infinitos pontos
que correspondem aos estados: sólido, líquido e gasoso.
Algumas substâncias como a água, o ferro, o bismuto e o
antimônio, apresentam curva de fusão da seguinte maneira.
Por esse motivo, esse tipo de diagrama se apresenta
dividido em três regiões bem definidas.
2- Fusão e Solidificação
As Moléculas no Estado
Sólido
Estão
fortemente
ligadas
(retículo
cristalino)
Ao receber calor,
absorverão energia,
aumentando a
amplitude de sua
vibração.
A temperatura em que ocorre a passagem da fase sólida
para a líquida é denominada ponto de fusão.
Experiência de Tyndall ou Regelo
Sobre um bloco de gelo apoiado em suas extremidades,
passa-se um fio fino (arame, por exemplo) que sustenta
dois pesos. Sob a ação dos pesos, o fio atravessa
completamente o bloco de gelo, sem, contudo, dividi-lo
em duas partes. O regelo se evidencia logo após a
passagem do fio, quando a pressão retorna ao seu valor
inicial.
Fenômeno pelo qual uma substância, na forma
líquida, mesmo a uma temperatura abaixo do ponto de
solidificação, mantém o seu estado de agregação, isto é,
continua líquida.
* As moléculas da água formam estruturas geométricas
abertas na fase sólida
O líquido
nesse
estado
* A aplicação de pressão pode fazer o gelo derreter
* Os cristais são esmagados para que a fase líquida surja.
* Quando a pressão é removida, as moléculas voltam a
cristalizar-se e ocorre novamente o congelamento.
Não é
estável
Com uma leve
agitação solidificase
instantaneamente
3- Vaporização e Condensação
As Moléculas no Estado Líquido
Estão fracamente
ligadas
Ao receber calor,
absorverão energia,
aumentando a
amplitude de sua
A curva de fusão da água permite-nos uma rápida
explicação: mantida constante a temperatura do bloco, um
aumento na pressão sobre o gelo em contato com o fio faz
com que este se funda. O fio pode então descer um pouco.
Cessada a pressão adicional sobre a água esta volta a
solidificar-se, unindo novamente as duas partes do bloco.
Isso acontece sucessivamente até que o fio atravesse
totalmente o bloco, sem dividi-lo.
A fabricação de bolas de neve é outro bom
exemplo de regelo. Quando comprimimos um punhado de
neve com as mãos, causamos um ligeiro derretimento dos
cristais de gelo; quando a pressão das mãos é removida,
ocorre o regelo e a aglutinação dos cristais de neve.
.
vibração
Qual é a explicação ?
Vaporização é a passagem da fase líquida para a gasosa.
Subdivide-se em: Evaporação, ebulição e calefação.
Condensação é a passagem da fase gasosa para a
líquida.
Pressão Máxima de Vapor é a maior pressão que o
vapor proveniente de um líquido a determinada
temperatura exerce num recipiente fechado.
Vapor Saturante
É o vapor responsável pela pressão máxima de vapor;
* encontra-se em presença de líquido a determinada
temperatura;
Sobrefusão
* e não obedece à lei dos gases perfeitos;
* varia de acordo coma temperatura.
AB: compressão
condensação;
Vapor Seco
* é o vapor que não se encontra em presença de líquido
a determinada temperatura;
isotérmica*Pmáx
BD:
compressão
saturante*Líquido;
em
b*Inicia
Isobárica*Vapor:
a
seco,
* obedece aproximadamente à lei dos gases perfeitos;
DE: compressão do líquido*grande elevação da pressão.
* a sua pressão é menor que a do vapor saturante.
A experiência anterior foi realizada por Andrews, que
utilizou CO2 em diferentes temperaturas.
3.1- Curva de Vaporização
O diagrama fornece as condições de pressão e
temperatura nas quais um líquido entra em ebulição
(vaporização típica).
O diagrama fornece as condições de pressão e temperatura
nas quais um líquido entra em ebulição (vaporização
típica).
Constatou-se que quanto maior a temperatura, maior é
Pmáx, e o tempo de duração da condensação é menor
(patamares menores).
Do gráfico, pode-se concluir que: quanto maior for a
pressão, maior será a temperatura de ebulição.
Atingindo uma determinada temperatura,
característica da substância, a condensação é instantânea
(ponto crítico); a temperatura e a pressão dessa
transformação são denominadas temperatura e pressão
crítica.
Para os gases ideais, o diagrama p x v é constituído de
uma hipérbole.
Se aumentar a pressão, o volume diminui sem ocorrer a
condensação.
No entanto, para gases reais, ao se
isotermicamente, pode ocorrer a condensação.
comprimir
Gás: substância na fase gasosa que não se condensa sob
compressão isotérmica.
Vapor: substância na fase gasosa que se condensa sob
compressão isotérmica.