Termo

Termodinâmica das substâncias puras

Este estudo tem por objetivo investigar o comportamento de uma substância pura nas mais diversas circunstâncias de temperatura e de pressão. Uma fase de uma substância é uma forma de matéria que é uniforme em composição química e estado físico. Assim falamos de fase sólida, líquida e gasosa de uma substância e de suas várias formas sólidas (como carbono grafite e diamante). Uma transição de fase é a conversão espontânea de uma fase em outra que ocorre em uma temperatura característica para uma dada pressão. Condensação, ebulição, solidificação, fusão, sublimação, conversão de carbono grafite em diamante são todos exemplos de transições de fase sem mudança na composição química.

Neste estudo descreveremos estes processos termodinamicamente usando como princípio a tendência dos sistemas de minimizar sua energia livre de Gibbs. Uma vez que estamos tratando com substâncias puras, a energia livre de Gibbs é igual ao potencial químico, (µ), assim a tendência da transformação é no sentido do decréscimo do potencial químico. Uma vez que uma transformação espontânea é acompanhada por um decréscimo na sua energia de Gibbs, uma substância com alto potencial químico tem uma tendência espontânea de se mover para um estado de menor potencial químico. A equação de Gibbs tem importância fundamental no entendimento de como se dá o equilíbrio entre duas ou mais fases de uma mesma substância. A função termodinâmica que dá conta do estudo do equilíbrio entre fases é o potencial químico (µ). Como sabemos, para que um sistema se encontre em equilíbrio químico, o potencial químico de cada constituinte deve possuir o memos valor em todos os pontos do sistema. Estando presentes várias fases, o potencial químico de cada substância deve ser o mesmo em todas as fases das quais a substância participa.

Estabilidade das fases formadas por uma substância pura

Pelo terceiro princípio da Termodinâmica, a entropia de uma substância é sempre positiva. Este