Diagrana de Fases

Universidade de São Paulo
Instituto de Física de São Carlos - IFSC

Chapter 7
Unary heterogeneous systems
(Thermodynamics in Materials Science, DeHoff)

Prof. Dr. José Pedro Donoso

Capítulo 7
7.1 – Structure of unary phase diagrams in (P,T) space
Chemical Potentials and Gibbs free energy.
Calculation of Chemical Potential surfaces

7.2 – The Clausius – Clapeyron equation dP ∆S α → β
=
dT ∆V α → β

dP ∆H α → β
=
dT T∆V α → β

7.3 – Integration of the Clausius – Clapeyron equation
Vaporization and sublimation curves.
Phase boundaries between condensed phases

7.4 – Triple points. Example 7.1: Phase diagram for silicon
7.6 – Alternative representation of unary phase diagrams

Diagrama de fases da água

A figura mostra a região de coexistência de agua, gelo e vapor
A: ponto triple (as tres fases coexistem)
AB, AC e AD: phase boundaries
AC : curva de sublimação do gelo
AB : curva de pressão de vapor da água
(o ponto de ebulição depende de P)
B : ponto crítico
(abaixo de B podemos distinguir liquido de vapor. Acima dele, a substância não pode ser considerada nem L nem V)

Ehlers: The intepretation of geological phase diagrams

T = 374o C e P = 218 atm : temperatura e pressão do ponto critico. Acima destas, a substância é considerada um fluido supercrítico

Diagrama de fases da água

Estrutura dos diagramas de fases (P,T)
Sistemas de uma componente
(unários)
1- O dominio de estabilidade de cada fase é representada por uma área
2- O dominio de estabilidade para duas fases co-existindo em equilíbrio é uma linha
3- O dominio de estabilidade para três fases simultaneamente em equilíbrio e o ponto triple
4- Não há regiões onde mais de três fases podem existir em equilíbrio

Diagramas de fases: água e CO2

Na água, o ponto de congelamento decresce com o aumento de P. No dióxio de carbono ele sobe quando a pressão é aplicada.

Diagrama de fases do carbono

As linhas definem os limites das regiões