Qual é o número máximo de fases que podem estar em equilibrio mútuo em um sistema de dois componentes?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pergunta qual é o número máximo de fases que podem coexistir em equilíbrio mútuo num sistema que tem dois componentes. A matéria que vai nos ajudar aqui é a Regra das Fases de Gibbs, que é uma ferramenta da termodinâmica usada para entender como diferentes fases (como sólido, líquido e gasoso) podem existir juntas. Vamos precisar aplicar essa regra para descobrir o limite máximo de fases nesse sistema de dois componentes.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a Regra das Fases de Gibbs, que é dada por:
Onde:
- $ F $ é o número de graus de liberdade (variáveis que podem ser ajustadas, como temperatura e pressão),
- $ C $ é o número de componentes no sistema,
- $ P $ é o número de fases presentes.
Passo 3
Queremos encontrar o número máximo de fases ($ P_{máx}
F $) são zero, ou seja, não podemos mais ajustar variáveis sem alterar o equilíbrio. Assim, a equação fica:
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores conhecidos. Sabemos que $ C = 2 $ (dois componentes). Então:
Passo 5
Resolvendo a equação para $ P_{máx} $:
Resposta
O número máximo de fases que podem estar em equilíbrio mútuo em um sistema de dois componentes é 4.