Considerando o gráfico apresentado, que representa o diagrama de fases de certa substância, assinale a opção correta acerca do comportamento físico dessa substância quando submetida a diferentes pressões e temperaturas.
Questão
Considerando o gráfico apresentado, que representa o diagrama de fases de certa substância, assinale a opção correta acerca do comportamento físico dessa substância quando submetida a diferentes pressões e temperaturas.
Diagrama de fases: eixo vertical P (atm) com marcas 1, 5 e 73; eixo horizontal T (°C) com marcas −78, −57 e 31. Duas curvas de equilíbrio que separam regiões de fases (sólido, líquido e gasoso) e linhas tracejadas horizontais/verticais indicando P = 73 atm e T = 31 °C.
Alternativas
A) Se for mantida a pressão de 73 atm e aquecida gradativamente a substância a temperatura superior a −57 °C, em algum momento ela sofrerá uma sublimação.
B) À pressão de 1 atm e à temperatura de 20 °C, a substância encontra-se no estado líquido.
C) A uma temperatura acima de 31 °C, a substância não se condensa isotermicamente, independentemente da pressão à qual seja submetida.
D) À pressão de 10 atm e à temperatura de −70 °C, a substância se apresenta no estado líquido.
E) A temperatura crítica é −57 °C.
Explicação
Pelo diagrama de fases (P × T), observa-se:
- Há um ponto marcado em e , que corresponde ao ponto crítico ( e ). Acima de , não existe fronteira líquido–vapor: o fluido passa a ser supercrítico.
- O ponto em e é o ponto triplo (interseção das curvas de equilíbrio).
Analisando as alternativas:
A) A e aquecendo acima de , não ocorre necessariamente sublimação (sólido→gás). A , ao aumentar , o caminho cruza a região de fusão/ebulição (e próximo a atinge a condição crítica), não uma transição direta sólido→gás. Falsa.
B) Em e , como é bem menor que a pressão do ponto triplo (), não há fase líquida estável; a substância estará na região gasosa. Falsa.
C) Para (acima de ), não é possível condensar isotermicamente apenas aumentando a pressão, pois não existe linha de equilíbrio líquido–vapor acima do ponto crítico. Verdadeira.
D) Em (abaixo do ponto triplo, ), a fase líquida não é estável; mesmo com , a substância fica na região sólida (ou sólido/gás dependendo da pressão), mas não líquida. Falsa.
E) A temperatura crítica não é ; pelo gráfico, . é do ponto triplo. Falsa.
Alternativa correta: (C).