Para cada um dos seguintes sistemas em equilíbrio, calcule o número de graus de liberdade (L) e prediga de forma razoável suas variáveis intensivas independentes (desconsidere a ionização da água).
sacarose sólida, uma solução aquosa de sacarose e vapor de água;
sacarose sólida, uma solução aquosa de sacarose e vapor de água;
Passo 1
O enunciado pede para cada sistema em equilíbrio calcular o número de graus de liberdade
e indicar quais variáveis intensivas podemos escolher livremente. O conteúdo fundamental é a regra de fases de Gibbs, que para um sistema com
componentes e
fases dá
Aqui cada sistema é homogêneo (uma fase), e os componentes são sacarose e/ou água.
Passo 2
Sistema: sacarose sólida
- Componentes
(sacarose) - Fases
(sólido puro)
Aplicando a regra:
Variáveis intensivas independentes escolhidas razoavelmente: temperatura
e pressão
.
Passo 3
Sistema: solução aquosa de sacarose
- Componentes
(sacarose e água) - Fases
(solução líquida única)
Aplicando a regra:
Variáveis intensivas independentes razoáveis: temperatura
, pressão
e a composição da solução (por exemplo, fração molar de sacarose
).
Passo 4
Sistema: vapor de água
- Componentes
(água) - Fases
(vapor puro)
Aplicando a regra:
Variáveis intensivas independentes escolhidas: temperatura
e pressão
.
Resposta
sacarose sólida:
, variáveis
e
solução aquosa de sacarose: , variáveis
,
e fração molar de sacarose
vapor de água: , variáveis
e
solução aquosa de sacarose:
vapor de água: