Determine o número de graus de liberdade para cada um dos sistemas indicados.
a) Um sistema contendo dois compostos imiscíveis, que não reagem quimicamente, e que existem como azeótropos no equilíbrio líquido-vapor. tau=2

Passo 1

Beleza, vamos entender a questão! A gente precisa determinar o número de graus de liberdade para um sistema que tem dois compostos que não se misturam (ou seja, são imiscíveis), que não reagem quimicamente e que formam azeótropos no equilíbrio líquido-vapor. A matéria envolvida aqui é a Termodinâmica, mais especificamente a Lei de Fases.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar a Lei de Fases, também conhecida como Regra de Fases de Gibbs. Ela nos ajuda a determinar quantas variáveis (como temperatura, pressão e composição) podemos alterar sem mudar o número de fases presentes no sistema. A fórmula básica é:
F = C - P + 2
Onde:
  • é o número de graus de liberdade.
  • é o número de componentes no sistema.
  • é o número de fases presentes.

Passo 3

Vamos identificar cada um desses elementos no nosso problema:
  • Componentes ( ): São as substâncias químicas independentes no sistema. Aqui temos dois compostos imiscíveis, então .
  • Fases ( ): As fases são os estados físicos distintos. Como os compostos são imiscíveis e formam azeótropos no equilíbrio líquido-vapor, podemos ter:
    • Fase Líquida 1: Azeótropo do primeiro composto.
    • Fase Líquida 2: Azeótropo do segundo composto.
    • Fase Vapor: Equilíbrio vapor acima das duas fases líquidas.
    Portanto, temos três fases no total, ou seja, .

Passo 4

Agora, aplicamos os valores na fórmula da Lei de Fases:
F = C - P + 2
F = 2 - 3 + 2
F = 1

Resposta

O número de graus de liberdade para o sistema é 1.

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