Termodinâmica das Fases Condensadas

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1 Terdinâic ds Fses Cndensds Mnté-se fr d funçã tencil Quíic: definind-se funçã tividde: RTln RTln MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 1

2 É necessári u pnt cnhecid: REFERÊNCI G Energi Livrede Gibbs depur H TS btid prtir de c p e H trnsf Nt-se que qund: RTln 1 (u pur te : 1) 1 MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 2

3 Observçã: r (g) G,g RTln r, l ( l ) G RTln u G G siste instbilidde retividde retividde MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 3

4 RTln Se, = 1 = 1 Quis sã s deis vlres de? O vlr de H é prâetr que, inicilente, respnde ess pergunt, e ters de cprçã c del de Sluçã Idel. MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 4

5 Cnfrçã d Sluçã pur pur J? Sluçã - 1 l É necessári frnecer energi pr quebrr ligções H > Energi é liberd n frçã ds nvs ligções H < MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 5

6 - Cnfrçã d Sluçã - Q H É necessári frnecer energi pr quebrr ligções H > Energi é liberd n frçã ds nvs ligções H < lnç: H < H = H > Etéric utógen Endtéric MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 6

7 Cnfrçã d Sluçã - - Q H É necessári frnecer energi pr quebrr ligções H > Energi é liberd n frçã ds nvs ligções H < Entlpis de ligçã seelhntes u próis Sluçã Idel Nã há Interçã H < H = H > lnç: Etéric utógen Endtéric energi d nv ligçã é ir, u sej, nv ligçã é is frte e sã enres n sluçã e relçã cs Idel. energi d nv ligçã é enr, u sej, nv ligçã é is frc e sã ires n sluçã e relçã cs Idel. MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 7

8 * G = H TS G = H - TS H uentrá u diinuír G cnfre nturez d prcess: endtéric u etéric. - Cnfrçã d Sluçã - Q H *N sluçã: Ligçã is frte e e relçã Idel retividde ; ; ; *N sluçã: Ligçã is frc e e relçã Idel retividde ; ; ; MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 8

9 é prprcinl à retividde de u à tividde de. SOLUÇÃO IDEL: retividde de : =,Idel H =. -, - e - te energis de ligçã próis. SOLUÇÃO COM DESVIO OSITIVO: retividde de é ir d que n del idel: >,Idel H > ; prcess endtéric. - te energi de ligçã frc. SOLUÇÃO COM DESVIO NEGTIVO: retividde de é enr d que n del idel: <,Idel H < ; prcess etéric. - te energi de ligçã frte. MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 9

10 lvrs-chve pr entender tividde tencil Quíic: funçã de e Misturs Gsss e funçã de e Fses Cndensds. r u fse: u : G ; ;G Siste H vs Energi de Ligçã vs Retividde MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 1

11 Qunt vle funçã tividde? r su vez, tividde (Retividde) se relcin c Reçã de Vprizçã: (s u l) = (v) d equilíbri c (s u l) é chd de ressã de Vpr te relçã c MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 11

12 Discussã: Relçã : vs ressã de vpr, : file de águ evpr se tingir T de ebuliçã... H 2 O (l) = H 2 O (v) Zn (l) = Zn (v) Fe (s) = Fe (v) Nu lig -, é prprcinl núer de áts de epsts n superfície, pr iss, qund c uent, tbé uent, té tingir ái, que é qund é pur. MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 12

13 Relçã : vs Sej u siste fechd, sb vácu, cnstituíd de pur. Sej u siste fechd, sb vácu, cnstituíd pr u lig - c cprtent idel. MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 13

14 Relçã : vs pur T (s); (l) - N cndiçã Eleent ur: vpr de é cnstituíd pr 1%. N cndiçã Eleent Disslvid: vpr é cnstituíd pr e ; frçã de gr é enr que 1%, s ppulçã ttl d fse vpr é es d cs pur, pis n siste idel vpriz n es intensidde que. pressã ttl será es, e vpr terá es cpsiçã d lig -. O cs nã-idel iplic vlres ires u enres de vprizd e funçã d tip de desvi e, pressã ttl será diferente d cs idel. MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 14

15 Relçã : vs < pur s = v s v T (s); (l) - s = v s v,s RTln,s 1;,v,v RTln RTln,s RTln ;,v RTln MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 15

16 Relçã : vs,v,s RTln RTln ln RTln.,v ln RTln,v RTln Métd Eperientl de Deterinçã de tividde!!!! Ntr que vle: É escl de tividde Rultin!! < < 1 MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 16

17 MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 17 r Sluçã Idel: 1 1 O bient reltiv d pressã prcil d slvente é nuericente igul frçã lr d slut. Lei de Rult u Sluçã Idel H =

18 MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 18 Sluçã Idel: 1 1 1

19 Eperientlente, bté-se, pr Sluçã Nã-Idel: Desvi psitiv d idelidde 1 1. c : γ 1. Desvi negtiv d idelidde 1. c : γ 1. MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 19

20 Ou, eperientlente, bté-se, pr Sluçã Nã-Idel: Desvi psitiv d idelidde 1 1. c : γ 1. Desvi negtiv d idelidde 1. c : γ 1. MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 2

21 Digr Fe-C Estável 1 C lig Fe-C present s fses u istur de c C grfite. 8 C lig Fe-C present s fses, e C grfite, u isturs dels. iri ds sistes nã present slubilidde e tds s cpsições. Eepl: Fe-C Observr:,465,14,38,66 gráfic: C vs C pr s dus teperturs Digr de fses estáveis pr siste Fe-C. escl pr cp de ferrit está epndid. Referênci: ROSENQVIST, T. rinciples f Etrctive Metllurgy. Tky, McGrw-Hill Kgkush, LTD., 1974, Figure 4-13, p.112. relçã entre C vs C MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 21

22 Generlizçã d Cnstnte de Equilíbri (s) + b (l) = cc (g) + dd (s) Nu siste hetergêne nde há reções u trnsferênci de ss entre fses: Critéri de Equilíbri pr Siste bert e T cnstntes: dg c i dn i1 i dg Lebrete: Vd SdT c i1 idn i MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 22

23 Equilíbri Siste Hetergêne (s) + b (l) = cc (g) + dd (s) dg dn dn C dn C D dn D dn dn b dn c C dn d D d dg (.d) (b.d) C (c.d) D (d.d) c C d D b MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 23

24 Equilíbri Siste Hetergêne (s) + b (l) = cc (g) + dd (s) c C d D b c RTln d RTln RTln b RTln C C D D i i RTln i MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 24

25 Equilíbri Siste Hetergêne (s) + b (l) = cc (g) + dd (s) c C d D b c RTln d RTln RTln b RTln C C D D i i RTln i G RTln c C.. d D b MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 25

26 Equilíbri Siste Hetergêne (s) + b (l) = cc (g) + dd (s) G RTln c C.. d D b K c C.. d D b G RTlnK G RTlnK MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 26

27 Fzend pr estd de nã-equilíbri bté-se: (s) + b (l) = cc (g) + dd (s) G G RTln c C.. d D b MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 27

28 rprieddes d Mistur Gss Idel V = nrt S R ln ln H M i M i Equilíbri i i RTln i G RT ln ln MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 28

29 rprieddes Fses Cndensds: d Mistur Sluçã Gss Idel V = nrt S R H ln ln M V i M i Equilíbri ii ii RT ln i Idel: i i G RT ln ln MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 29

30 pur G Cnfrçã d Sluçã Idel pur RT ln G? H ln Sluçã - 1 l MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 3

31 MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 31 ) ( G ) G G ( G G RT G ln ln ) ( ) RT ( ) RT ( G ln ln ) RT( G ; : Idel Sluçã ln ln ,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1 DELT G (cl) ) RT( G RT RT G ln ln ln ln

32 DELT S (cl) S R ln ln Sluçã Idel : H C : G S H G T TS 1,6 1,4 1,2 1 S R( ln ln ),8,6,4,2,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1 MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 32

33 MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 33 RT G Sluçã ln ln : Nã - Idel RT γ γ RT G γ γ RT G ln ln ln ln ln ln S T H G COEFICIENTE DE TIVIDDE ROULTIN: e H

34 DELT S (cl) DELT G (cl) -2-4 Sluçã Idel T cte -6-8,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1 1,6 1,4 1,2 1,8,6,4,2,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1 MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 34

35 DELT G (cl) G H TS Sluçã Nã-Idel: Desvi Negtiv T cte -4-8 Idel ,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1 Desvi Negtiv MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 35

36 DELT G (cl) G H TS Sluçã Nã-Idel: Desvi sitiv T cte Desvi sitiv Idel,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1 Desvi Negtiv MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 36

37 DELT G (cl) G H TS Sluçã Nã-Idel: Desvi sitiv Desvi frteente sitiv Desvi sitiv Idel,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1 Desvi Negtiv MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 37

38 O es rcicíni pde ser feit pr s vlres de G. Ist é, pr energi livre de Gibbs ds fses presentes n siste. MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 38

39 G (cl) r pensr. Quis sã s Equilíbris? Obs. 1: Fse et é is estável e qulquer cpsiçã!!! Fse lf Fse et Fse G ,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1 MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 39

40 G (cl) r pensr. Quis sã s Equilíbris? Obs. 2: lf e G estã e equilíbri e c es cpsiçã,1. Fr dess cpsiçã, lf é estável. Fse lf Fse G ,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1 MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 4

41 G (cl) r pensr. Quis sã s Equilíbris? Obs. 3: Neste cs, lgus cpsições sã estáveis c lf, utrs c et e tbé há cndições de isturs lf + et estáveis... et lf ,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1 cndiçã de equilíbri é dd pel iguldde d ptencil quíic de cd eleent e tds s fses. MT 235- Físic-Quíic pr Engenhri Metlúrgic e de Mteriis I - Neus lns-flleirs 41

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