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Guias e Dicas
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Transições de Fase e Diagramas de Fase: Um Estudo de Termodinâmica, Notas de aula de Termodinâmica

Uma aula sobre transições de fase e diagramas de fase na termodinâmica, abordando conceitos como ponto triplo, ponto crítico, linhas de coexistência, transições de primeira ordem e obtenção da equação de clausius-clapeyron. Além disso, é fornecida uma bibliografia relevante para o assunto.

Tipologia: Notas de aula

2022

Compartilhado em 07/11/2022

Roxana_Br
Roxana_Br 🇧🇷

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Exemplos
Diagrama de fase
Ponto triplo e ponto crítico
Linhas de coexistência &
Transições de primeira ordem (descontínuas)
Obtenção da equação de Clausius-Clapeyron
Construção de Maxwell
Estudo do ponto crítico
Maio de 2016
1
Termodinâmica 2016 - TT
Transições de Fase
Termodinâmica 2016
Aula 1
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Exemplos

Diagrama de fase

Ponto triplo e ponto crítico

Linhas de coexistência &

Transições de primeira ordem (descontínuas)

Obtenção da equação de Clausius-Clapeyron

Construção de Maxwell

Estudo do ponto crítico

Maio de 2016

Transições de Fase Termodinâmica – 2016 Aula – 1

Bibliografia

H. B. Callen, Thermodynamics,

F. W. Sears, G. L. Salinger, Termodinâmica, Teoria Cinética e

Termodinâmica Estatística,

M. W. Zemansky, Calor e Termodinâmica,

M. J. Oliveira, Termodinâmica , Livraria Editora da Física, 2012.

Transições de fase

Transição entre as fases de uma substância simples: solida, liquido e

vapor (gasosa)

Sistemas magnéticos

Transição entre fase ferromagnética e fase paramagnética

Exemplos

Diagrama de fase

Exemplo: diagrama T-p onde são representadas as fases termodinâmicas

para uma determinada substância

Cada fase ocupa uma região do diagrama de fase

Coexistência de fases Uma linha no diagrama de fase

Diagrama de fase CO 2 Diagrama T-p para o Diagrama T-p para a água Exemplos:

Diagrama de fase do dióxido de carbono

CO 2

Ponto triplo Ponto crítico S : fase solida L: fase liquida L: fase gasosa ^ temperatura em graus Celsius

Temperatura do ponto triplo & Pressão do ponto triplo

Ponto triplo

Ponto de encontro das três linhas

Coexistência de S+L+G

Temperatura do ponto triplo = Pressão do ponto triplo = Ttl -56,57 C 216,58 K 0   ptl 0,518MPa 5,11atm

Dióxido de carbono CO 2

1atm 1,013x10 Pa.

5

 ( ) T(Kelvin) 273 , 15

0  C   2

1 Pa 1Newton/m

CO 2 T C

0

está na fase gasosa a  20 p 1atm

Termodinâmica 2016 - TT^11

Diagrama de fase do dióxido de carbono

CO 2

Linha de coexistên- cia S-G Linha de coexistên cia L-G Linha de coexistên cia S-L Ponto triplo ^ temperatura em graus Celsius

Diagrama de fase da água

13

Cada ponto sobre uma linha no diagrama T-p corresponde à coexistência de duas fases a uma dada pressão e a uma dada temperatura T Ponto triplo: S, L e G coexistem. Água: Temperatura do ponto triplo = Pressão do ponto triplo= Ponto crítico : Temperatura do ponto crítico= Pressão do ponto crítico=

Ttl 0 , 01 C 273 , 16 K

0

ptl 611,7Pa

374 647,14K

0

Tc  C 

1atm 1,013x10 Pa 5  p 22,06MPa c  ( ) ( ) 273 , 15 o  CT Kelvin  Água

16

pLG ( atm ) ( / )

3

( / )^  G g^ cm

3

( )  L g cm vL vG

0 TLG C

Água

374,15 647,14K

0 TcC  pc ^222 atm 22,06 MPa

Ttl 0 , 01 C 273 , 16 K

0   ptl ^0.^006039 atm 611,7Pa

Substância simples: planos T-p e p-V Sears & Salinger “Termodinâmica, Teoria cinética e Termodinâmica Estatística” Plano T-p (^) Plano p-v 19 Termodinâmica 2016 - TT S L G

S+L+G

L

G

S

Cada ponto sobre a linha de coexistência corresponde à coexistência de duas fases a uma dada pressão e a uma dada temperatura Isotermas

Isotermas no plano p-v L v vG v p c TT 3 c TT 2 c TT 1