Determine a fase para os seguintes casos:
Agua
Agua
Passo 1
O enunciado pede: determinar a fase do água nas condições dadas.
Dados fornecidos: temperatura e pressão
.
Não há outras informações, então assumimos água pura em equilíbrio (ou seja, sem efeitos de solução ou de superfusão impostos).
Dados fornecidos: temperatura
Não há outras informações, então assumimos água pura em equilíbrio (ou seja, sem efeitos de solução ou de superfusão impostos).
Passo 2
Conceito central (explicado com calma): a fase de uma substância em equilíbrio depende de onde o ponto
cai no diagrama de fases pressão-versus-temperatura. Nesse diagrama existem linhas de coexistência: sólido–líquido (fusão), líquido–vapor (ebulição) e sólido–vapor (sublimação). O ponto triplo é onde as três fases coexistem. Para a água, o ponto triplo tem valores bem conhecidos:
A linha sólido–líquido (fusão) passa pelo ponto triplo e, a pressões próximas à pressão ambiente, a temperatura de fusão da água pura é aproximadamente
.
Passo 3
Observação sobre pressão: a pressão dada
é muito próxima da pressão atmosférica usual (uma atmosfera é
). A linha de fusão da água tem inclinação negativa (aumentar pressão reduz ligeiramente o ponto de fusão), mas o efeito é pequeno na faixa de pressões próximas de 1 atm. Portanto, para
podemos usar como referência prática o ponto de fusão
.
Passo 4
Comparação direta: temos
que é menor que
. Em termos de diagrama de fases, isso coloca o ponto
do enunciado na região abaixo da linha sólido–líquido, onde o sólido é a fase estável em equilíbrio.
Passo 5
Comentário didático e prático: em experimento real pode haver superfusão (água líquida abaixo de
por ausência de núcleos de cristalização), mas em equilíbrio termodinâmico puro a fase estável para água pura em
e
é o sólido.
Resposta
Sólida (gelo)