Os pontos de fusão e ebulição normais do Ar são 83,8 e 87,3 \mathrm{~K}, respectivamente; seu ponto triplo se encontra a 83,8 K e 0,7 atm, e os valores de sua temperatura e pressão críticas são 151 K e 48 atm . Estabeleça se o Ar é um sólido, um líquido o um gás em cada uma das seguintes condições:
0,8 \mathrm{~atm} e 88 K

Passo 1

O enunciado fornece para o argônio os seguintes pontos de referência no diagrama de fases:
– Ponto de fusão normal em \,83{,}8\\ \mathrm{K} 1\\ \mathrm{atm}).
– Ponto de ebulição normal em \,87{,}3\\ \mathrm{K} 1\\ \mathrm{atm}).
– Ponto triplo em (T_{\mathrm{tr}},P_{\mathrm{tr}})=(83{,}8\\ \mathrm{K},\,0{,}7\\ \mathrm{atm}).
– Ponto crítico em (T_{\mathrm{c}},P_{\mathrm{c}})=(151\\ \mathrm{K},\,48\\ \mathrm{atm}).
Pergunta-se qual é a fase (sólido, líquido ou gás) em (T,P)=(88\\ \mathrm{K},\,0{,}8\\ \mathrm{atm}). Para responder, basta ver em que região do diagrama de fases esse par (T,P) cai.

Passo 2

Primeiro, compare (T,P) com o ponto triplo. Temos
P = 0{,}8\\ \mathrm{atm} > P_{\mathrm{tr}}=0{,}7\\ \mathrm{atm} \quad\text{e}\quad T = 88\\ \mathrm{K} > T_{\mathrm{tr}}=83{,}8\\ \mathrm{K}.
Como P>P_{\mathrm{tr}} e T>T_{\mathrm{tr}}, estamos acima da linha de fusão e acima da linha de solidificação, mas ainda abaixo da linha crítica. Logo a região possível é ou a de líquido ou a de gás.

Passo 3

Para decidir entre líquido e gás, basta comparar T com o ponto de ebulição àquela pressão. Sabe-se que à pressão normal 1\\ \mathrm{atm} o argônio ferve a 87{,}3\\ \mathrm{K}. Se reduzimos a pressão para 0{,}8\\ \mathrm{atm}, a temperatura de ebulição cai ligeiramente abaixo de 87{,}3\\ \mathrm{K}. Como
T = 88\\ \mathrm{K} > 87{,}3\\ \mathrm{K},
estamos claramente acima da curva de vaporização mesmo no caso mais favorável 1\\ \mathrm{atm}. Logo, a 0{,}8\\ \mathrm{atm} e 88\\ \mathrm{K} o argônio encontra-se na fase gasosa.

Resposta

Gás.

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