Enunciado

51. A água sólida (gelo) é lentamente aquecida a partir de uma temperatura muito baixa. a ) Qual é a pressão mínima P 1 que deve ser aplicada para se observar uma transição de fase de liquefação? Descreva a sequência das transições de fase que ocorrem se a pressão aplicada P for tal que P < P 1 . b ) Acima de certa pressão máxima P 2 não se observa nenhuma transição com ebulição. Qual é essa pressão? Descreve a sequência das transições de fase que ocorrem para P 1 < P < P 2 .

Passo 1

Nesse exercício vamos trabalhar com a análise da figura 18.24 do nosso livro, vamos com calma e prestando bem atenção porque essa questão se trata de analisar e concluir através da análise.

Ah, também vamos usar duas informações importantes, uma dada pela tabela 18.3 que nos diz que:

P p o n t o   t r i p l o   d a   á g u a = 610   P a

E a outra escrita na explicação do livro ( P a g   238 ) que diz:

P p o n t o   c r í t i c o   d a   á g u a = 221,2 ⋅ 10 5   P a

Então vamos lá!

Passo 2

a ) Vamos observar a figura 18.24 para desenvolvermos a nossa explicação.

Primeiro vamos focar na linha que liga o ponto crítico ao ponto triplo, ela vai ser a linha liquefação. Analisando a figura podemos ver que a liquefação ocorre quando o vapor vai perdendo calor e sua pressão vai diminuindo até o ponto triplo onde os 3 estados coexistem .

Sendo assim podemos concluir que para haver liquefação a pressão deve ser maior que a pressão no ponto triplo. Ou seja:

P 1 > 610   P a

Se P < P 1 a sequência de transição de fase é que P se torna a pressão do ponto triplo, e a medida que vai diminuindo vai ocorrendo o processos de sublimação.

Passo 3

b ) No processo de ebulição (linha da vaporização) podemos ver que a pressão máxima é no ponto crítico, ou seja, não se observa nenhuma transição acima da pressão máxima P 2 = 221,2 ⋅ 10 5   P a .

Sendo P 1 < P < P 2 : Se P está crescendo ocorre vaporização, se está diminuindo ocorre condensação.

Resposta

a )   P 1 > 610   P a

b )   P 2 = 221,2 ⋅ 10 5   P a

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