Determine o número de graus de liberdade para cada um dos sistemas indicados.
c) Um sistema composto por
em decomposição, de acordo com a reação abaixo, em um recipiente evacuado.
c) Um sistema composto por
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para determinar o número de graus de liberdade de um sistema composto por
em decomposição, segundo a reação dada dentro de um recipiente evacuado. Para resolver isso, vamos usar a Regra de Fase de Gibbs, que nos ajuda a encontrar quantas variáveis podemos alterar no sistema sem mudar o número de fases presentes.
Passo 2
Primeiro, vamos entender os componentes do sistema. A Regra de Gibbs é dada por:
Onde:
-
é o número de graus de liberdade. -
é o número de componentes químicos. -
é o número de fases presentes.
Passo 3
Vamos identificar as fases no sistema. Observando a reação:
Temos:
- Sólido
(fase sólida) - Gás
(fase gasosa) - Gás
(fase gasosa)
Apesar de termos dois gases, como
e
são fases distintas, consideramos três fases no total. Logo,
.
Passo 4
Agora, vamos determinar o número de componentes químicos (
). Os componentes são as espécies químicas independentes necessárias para descrever o sistema.
Na reação, temos:
No entanto, essas três espécies estão relacionadas pela reação química, então precisamos identificar quais são independentes. Geralmente, para reações de decomposição como essa, consideramos
(por exemplo,
e
como componentes).
Passo 5
Aplicando a Regra de Gibbs:
Resposta
O número de graus de liberdade para o sistema é 1.