Quantas variáveis da regra das fases devem ser especificadas para fixar o estado termodinâmico de cada um dos seguintes sistemas?
Um frasco selado contendo uma mistura líquida água-etanol em equilíbrio com seu vapor.

Passo 1

O enunciado pede para determinar quantas variáveis (graus de liberdade) precisamos fixar para definir o estado termodinâmico de um sistema em equilíbrio. O conteúdo é a regra das fases de Gibbs, que nos diz como calcular o número de graus de liberdade F em função do número de componentes \text{(C)} e de fases (P).

Passo 2

Identificamos no sistema:
– Componentes: água e etanol, logo C=2.
– Fases em equilíbrio: fase líquida e fase de vapor, logo P=2.

Passo 3

A regra das fases de Gibbs é
F = C - P + 2.

Passo 4

Substituindo C=2 e P=2 na expressão:
F = 2 - 2 + 2 = 2.
Isso significa que devemos especificar duas variáveis intensivas (por exemplo, temperatura e pressão, ou temperatura e composição de uma fase) para fixar completamente o estado do sistema.

Resposta

Devem ser especificadas 2 variáveis.