Objectivo de Aprendizagem
- Descrever as principais características de um diagrama de fases.
Pontos-chave
- As principais características de um diagrama de fases são os limites de fase e o ponto triplo.
- Diagramas de fases demonstram os efeitos das mudanças de pressão e temperatura no estado da matéria.
- Nos limites de fase coexistem duas fases da matéria (que duas dependem da transição de fase que está ocorrendo).
- O ponto triplo é o ponto no diagrama de fases em que três fases distintas da matéria coexistem em equilíbrio.
Termos
- Ponto triploA temperatura e pressão únicas em que as fases sólida, líquida e gasosa de uma substância estão todas em equilíbrio entre si.
- limite de fasesA linha num diagrama de fases que indica as condições em que dois estados (transitórios) da matéria existem em equilíbrio.
Um diagrama de fases é um gráfico que mostra sob quais condições de temperatura e pressão ocorrem fases distintas da matéria. Os diagramas de fase mais simples são os de substâncias puras. Estes diagramas traçam a pressão no eixo y e a temperatura no eixo x.
As fases são conceptualmente simples, mas são difíceis de definir com precisão. A fase de um sistema é geralmente definida como a região no espaço de parâmetros das variáveis termodinâmicas do sistema (para fins imediatos, no espaço de parâmetros de pressão-temperatura) na qual a energia livre do sistema é analítica (ou seja, pode ser calculada exatamente a partir de parâmetros conhecidos do sistema).
As principais características de um diagrama de fases são os limites de fase e o ponto triplo.
- Limites de fase, ou linhas de equilíbrio, são limites que indicam as condições sob as quais duas fases da matéria podem coexistir em equilíbrio.
- O ponto triplo é o ponto do diagrama de fases onde as linhas de equilíbrio se intersectam – o ponto em que as três fases distintas da matéria (sólida, líquida, gasosa) coexistem.
O diagrama de fases da água é útil para aprender como analisar estes diagramas. Ao longo do limite da fase azul, a água existe tanto como vapor quanto como líquido. Ao longo do limite da fase verde pontilhado, vemos o comportamento anômalo da água: ela existe como um sólido a baixas temperaturas e altas pressões. No ponto triplo, água nos estados sólido, líquido e gasoso coexistem.