Lista 01 Critérios de equilíbrio e estabilidade para sistema monocomponente

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Universidade Federal de São Paulo 
Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas 
Departamento de Engenharia Química 
 
UC: Termodinâmica II 
Profa. Dra. Luciana Yumi Akisawa Silva 
 
1ª Lista de Exercícios – Critérios de Equilíbrio e Estabilidade para Sistemas Monocomponentes 
 
1) Mostre que para um sistema fechado com temperatura e pressão constantes a energia livre de 
Gibbs é mínima no estado de equilíbrio. 
 
2) Utilizando os dados de tabela de vapor d’água mostre que: 
VL GG  
para o vapor saturado a 2,5 MPa. 
 
3) Dentro do envelope de coexistência líquido-vapor existe outro envelope (curva espinodal) que 
representa os limites do vapor superesfriado e do líquido superaquecido que pode ser 
observado em laboratório. A curva espinodal é determinada pelos pontos para os quais: 
0







T
V
P
 
Obtenha a expressão para a curva espinodal de um fluido que obedeça a equação de Van der 
Waals. 
Equação de Van der Waals: 
2V
a
bV
RT
P 


. 
 
4) Nós temos etano líquido a pressão de 1 bar. Qual a temperatura máxima que o etano líquido 
pode ser aquecido antes de atingir o limite de estabilidade? Utilizar a equação de Van der 
Waals com os seguintes dados: Tc = 305,4 K, Pc = 48,8 bar e Tb = 184,5 K. 
Pc
TcR
a



64
27 22
 e 
Pc
TcR
b



8
 
 
5) Um fluido que obedece a equação de Clausius tem a transição líquido-vapor? 
Equação de Clausius: 
bV
RT
P


. 
 Universidade Federal de São Paulo 
Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas 
Departamento de Engenharia Química 
 
6) Pode um fluido que obedece a equação virial ter a transição líquido-vapor? 
Equação virial: 
V
B
TR
VP
Z 


 1
 
 
7) A energia de Gibbs de formação do enxofre rômbico é de 0 kJ/mol e a do enxofre monoclínico 
é de 0,33 kJ/mol a 25 ˚C e 1 bar. Qual a espécie polifórmica mais estável a 25 ˚C? Justifique a 
sua resposta. 
 
8) A massa específica do enxofre rômbico é de 2,070 g/cm3 e a do enxofre monoclínico é de 1,957 
g/cm3. Podemos esperar que o enxofre monoclínico torna-se mais estável que o enxofre 
rômbico pelo aumento da pressão a temperatura constante de 25 ˚C?