4.16 Calcule a inclinação da linha de transição sólido-líquido para água perto do ponto triplo
, dado que o calor latente da fusão é de
, a densidade da fase líquida é de
, e a densidade da fase de gelo é de
. Estime a temperatura de fusão em
atm.
Passo 1
O enunciado pede a inclinação da linha de transição sólido-líquido para água perto do ponto triplo (
) e, em seguida, a temperatura de fusão quando a pressão sobe para
atm. O conteúdo principal é a equação de Clapeyron,
onde
é o calor latente por unidade de massa,
a temperatura absoluta e
a variação de volume específico ao fundir.
Passo 2
Primeiro convertemos o calor latente de fusão dado por
para unidades SI:
Passo 3
As densidades são
e
. Em SI:
Logo, os volumes específicos (volume por massa) são
Passo 4
Calculamos a variação de volume específico ao fundir:
Passo 5
Aplicando a equação de Clapeyron em
,
Passo 6
Em unidades de atmosfera por kelvin usamos
:
Passo 7
Para estimar a nova temperatura de fusão a
atm, tomamos
atm acima de
e usamos
Assim,
Resposta
Inclinação da curva sólido-líquido:
Temperatura de fusão a
atm: