Exercícios Resolvidos de Gráficos P - v - T para substância pura

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Enunciado

Qual é a diferença entre o ponto crítico e o ponto triplo?

Passo 1

O enunciado quer saber a diferença entre dois pontos: o crítico e o triplo. Para responder essa questão precisamos responder duas perguntas:

  1. O que é o ponto crítico?
  2. O que é o ponto triplo?

Vamos responder cada uma dessas perguntas em um passo diferente!

Depois de cumprir essas etapas, entenderemos com mais facilidade a diferença entre os dois!

Passo 2

Quanto maior a pressão, menor a diferença entre os volumes específicos do líquido saturado e do vapor saturado. Essa tendência permanece até um momento, em que o líquido saturado e o vapor saturado possuem o mesmo valor de volume específico.

Se esquentarmos água líquida à pressão constante de 22,09   M P a até ela virar vapor superaquecido, verificamos que a curva produzida no gráfico T - v não possui um processo de vaporização à temperatura constante. Ela tem apenas um ponto de inflexão chamado de ponto crítico. Antes dele existe apenas líquido e depois dele existe apenas vapor.

Chamamos a pressão do ponto crítico de pressão crítica P c . Processos de aquecimento isobáricos à pressões maiores ou iguais a P c , nunca terão duas fases coexistindo. Ou a substância é líquido ou ela é vapor.

Ou seja, o ponto crítico é um estado limite, onde a mudança de fase isobárica ocorre sem que o vapor e o líquido coexistam durante a vaporização. Ele é um limite, porque para pressões acima da pressão crítica, esse fato sempre acontece!

Passo 3

Vemos pelo diagrama P - T , que as três linhas de transformação de fase se encontram em um único ponto. São elas: a linha de vaporização, a linha de fusão e a linha de sublimação. E esse ponto é chamado de ponto triplo. Ele é o único estado em que o líquido, o vapor e o gelo coexistem em equilíbrio. O ponto triplo da água é alcançado, quando ela está a 611,3   P a e a 0,01   ° C .

Agora sabemos que esses dois pontos representam estados totalmente diferentes! No ponto crítico, o estado de vapor saturado e o estado de líquido saturado são idênticos. Ou seja, os dois não coexistem. No ponto triplo, as três fases de uma substância pura são capazes de coexistir!

Resposta

No ponto crítico, o estado de vapor saturado e o estado de líquido saturado são idênticos. Ou seja, essas duas fases não coexistem. No ponto triplo, as três fases de uma substância pura são capazes de coexistir.

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