Uma amostra de dióxido de carbono encontra-se em seu ponto triplo. Após a pressão ter sido aumentada à temperatura constante, que fase está presente?

Passo 1

Estamos com uma amostra de \mathrm{CO_2} exatamente no ponto triplo, ou seja em \bigl(T_{\text{tr}},P_{\text{tr}}\bigr). O ponto triplo é o único par \bigl(T,P\bigr) em que coabitam simultaneamente as fases sólida, líquida e gasosa de uma substância. Para resolver, vamos usar o diagrama de fases P\times T do \mathrm{CO_2} e ver para onde nos movemos quando aumentamos a pressão a temperatura constante.

Passo 2

No diagrama de fases, as três curvas de equilíbrio (sólido–vapor, sólido–líquido e líquido–vapor) se encontram no ponto triplo \bigl(T_{\text{tr}},P_{\text{tr}}\bigr). Mantendo a temperatura fixa em T_{\text{tr}} e aumentando a pressão, deslocamo-nos horizontalmente para a direita a partir desse ponto.

Passo 3

Para o \mathrm{CO_2}, a curva de fusão (sólido–líquido) tem inclinação positiva. Isso significa que, para pressões acima de P_{\text{tr}}, a temperatura necessária para derreter o sólido é maior que T_{\text{tr}}. Como estamos fixos em T_{\text{tr}}, qualquer aumento de pressão nos colocará abaixo da curva de fusão.

Passo 4

Ficar abaixo da curva de fusão implica que a fase estável é a fase sólida. Portanto, ao comprimir o \mathrm{CO_2} no ponto triplo mantendo T=T_{\text{tr}}, todo o material acabará como sólido.

Resposta

Sólido.

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