Em misturas de dois ou mais componentes, qual(is) condição(ões) deve(m) ser respeitada(s) para que a microestrutura resultante possa ser prevista pelo diagrama de equilibrio?
Passo 1
Beleza, o exercício tá perguntando: “Num sistema com duas ou mais substâncias, que condições a gente precisa respeitar pra usar direitinho o diagrama de equilíbrio e prever a microestrutura final?”
Conteúdo: Diagrama de fases e equilíbrio termodinâmico em sistemas multicomponentes.
O que vamos usar:
Conteúdo: Diagrama de fases e equilíbrio termodinâmico em sistemas multicomponentes.
O que vamos usar:
- Princípio de igualdade de potenciais químicos (teoria de fases)
- Noções de cinética de difusão
- Condições de temperatura e pressão constantes
Passo 2
Primeiro, a gente precisa garantir EQUILÍBRIO TERMODINÂMICO.
Isso significa que, para cada componente , o potencial químico em cada fase deve ser igual:
Isso significa que, para cada componente
Explicando na prática: se você tem duas fases
e
, não pode haver “força” pra empurrar mais material de uma fase pra outra. Só assim o diagrama vale, porque ele se baseia na minimização de energia livre de Gibbs em equilíbrio.
Passo 3
Depois, precisa ter TEMPERATURA e PRESSÃO uniformes e estáveis durante o processo.
Por quê? Porque o diagrama de equilíbrio é traçado pra condições isobáricas e isotérmicas (ou seja, pressão e temperatura fixas). Se variar o T ou a P, você sai debaixo daquele gráfico. Então, mantenha o forno e a pressão constantes!
Por quê? Porque o diagrama de equilíbrio é traçado pra condições isobáricas e isotérmicas (ou seja, pressão e temperatura fixas). Se variar o T ou a P, você sai debaixo daquele gráfico. Então, mantenha o forno e a pressão constantes!
Passo 4
Agora, a parte cinética: TEMPO SUFICIENTE PARA DIFUSÃO.
O diagrama é um gráfico puramente termodinâmico, mas na vida real a gente precisa de tempo pra que os átomos se espalhem (diffuse) e alcancem o equilíbrio.
Se o processo for rápido demais (resfriamento brusco, por ex.), a microestrutura “congela” antes de chegar no ponto do diagrama, e você não prevê mais nada corretamente.
O diagrama é um gráfico puramente termodinâmico, mas na vida real a gente precisa de tempo pra que os átomos se espalhem (diffuse) e alcancem o equilíbrio.
Se o processo for rápido demais (resfriamento brusco, por ex.), a microestrutura “congela” antes de chegar no ponto do diagrama, e você não prevê mais nada corretamente.
Passo 5
Por fim, COMPOSIÇÃO HOMOGÊNEA (ou controle bem conhecido das composições).
Se a sua liga tiver regiões com composições diferentes no começo, o diagrama só funciona se você souber exatamente cada região e tratá-las separadamente. O ideal é partir de um material bem misturado ou dividir a análise em subregiões com composições definidas.
Se a sua liga tiver regiões com composições diferentes no começo, o diagrama só funciona se você souber exatamente cada região e tratá-las separadamente. O ideal é partir de um material bem misturado ou dividir a análise em subregiões com composições definidas.
Resposta
Para prever a microestrutura pelo diagrama de equilíbrio em misturas multicomponentes você deve:
- Garantir equilíbrio termodinâmico (
). - Manter temperatura e pressão constantes.
- Dar tempo suficiente para difusão (sem vieses cinéticos).
- Ter composições iniciais bem definidas e homogêneas.