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Questão FC287222

A ebulição, o congelamento e a conversão da grafita em diamante são exemplos de transições de fase, ou mudanças de fase sem mudança de composição química. Muitas mudanças de fase s

Química

IDECAN · 2017

A ebulição, o congelamento e a conversão da grafita em diamante são exemplos de transições de fase, ou mudanças de fase sem mudança de composição química. Muitas mudanças de fase são fenômenos cotidianos comuns e a sua descrição é importante. Elas ocorrem quando um sólido se transforma num líquido, como na fusão do gelo, ou um líquido se transforma num vapor, como na vaporização da água em nossos pulmões.

 

Sobre as transformações físicas, analise as afirmativas a seguir.

 

I.  O hélio tem comportamento pouco comum nas temperaturas baixas. As fases sólida e vapor nunca estão em equilíbrio. O hélio sólido pode ser obtido, mas somente quando os átomos são forçados a se manterem juntos pela aplicação de uma pressão externa.


II.  No equilíbrio, o potencial químico de uma substância é o mesmo em toda a amostra, qualquer que seja o número de fases presentes.


III.  Uma diminuição de pressão eleva o potencial químico de qualquer substância pura, pois Vm > 0.

 

Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s)

  1. III.
  2. I e II.
  3. I e III.
  4. II e III.
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Gabarito

B

Comentário do professor

A alternativa correta reúne as afirmativas I e II porque ambas descrevem princípios termodinâmicos e propriedades específicas do hélio.

Hélio: devido às fracas forças de van der Waals e à grande energia de zero-ponto (átomos leves e movimento quântico), o hélio não forma sólido em pressão ambiente; a solidificação ocorre apenas quando se aplica pressão suficientemente alta que force os átomos a se aproximarem. Por isso, em condições usuais as fases sólida e vapor não coexistem em equilíbrio sem compressão externa.

Potencial químico: a condição de equilíbrio entre fases de uma mesma substância é a igualdade do potencial químico. Em equilíbrio térmico e mecânico vale \( \mu^{(1)}=\mu^{(2)}=\cdots \). Essa igualdade garante ausência de fluxo neto de matéria entre as fases.

Assim, as afirmativas I e II são corretas e consistentes com a termodinâmica e com o comportamento particular do hélio.

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