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CONDICOES DE EQUILIBRIO Sistema isolado; alfa = fases Pela 2a lei: dStot >= 0 dStot = somatorio de F com alfa=1 (dS^alfa) dStot = somatorio de F com alfa=1 [(1/T^alfa) * dU^alfa] + somatorio de F com alfa=1 [(P^alfa/T^alfa) * dV^alfa] + somatiorio de C com i=1 * somatorio de F com alfa=1 [(mi i^alfa/T^alfa) * dNi^alfa] No ponto de equilibrio: dStot = 0 d^2Stot =< 0 Restricoes: d somatorio de F com alfa=1 (U^alfa) = 0 d somatorio de F com alfa=1 (V^alfa) = 0 d somatorio de F com alfa=1 (Ni^alfa) = 0 ; para todo i=1,2,...,C a) Condicoes de equilibrio termico: (derron Stot / derron U^alfa ) = 0 Entao: (1/T^alfa) - (1/T1) = 0 ; para todo alfa= 2,3,...,F b) Condicoes de equilibrio mecanico: (derron Stot / derron V^alfa ) = 0 Entao: (P^alfa/T^alfa) - (P1/T1) = 0 ; para todo alfa= 2,3,...,F c) Condicoes de equilibrio de potenciais quimicos: (derron Stot / derron Ni^alfa ) = 0 Entao: (mi i^alfa/T^alfa) - (mi1^1/T1) = 0 ; para todo alfa= 2,3,...,F (mic^alfa/T^alfa) - (mic^1/T1) = 0 ; para todo alfa= 2,3,...,F REGRA DE FASES DE GIBBS V = 2 + c - F ; v = grau de liberdade TEOREMA DE DUHEM Dado Nitot, para todo i=1,2,...,C e mais duas variaveis INDEPENDENTES ----> o sistema eh completamente determinado, ou seja, sei todas as propriedades intensivas e extensivas. EQUACAO DE CLAPEYRON Condicao de equilibrio: T^alfa = T^beta P^alfa = T^beta mi^alfa = mi^beta Considerando mi=G molar, logo: Gmolar^alfa = Gmolar^beta dGmolar^alfa = dGmolar^beta - Smolar^alfa * dT + Vmolar^alfa * dP = - Smolar^beta * dT + Vmolar^beta * dP (- Smolar^alfa + Smolar^beta)*dT = (Vmolar^beta - Vmolar^alfa)*dP (- Smolar^alfa + Smolar^beta) / (Vmolar^beta - Vmolar^alfa) = dP / dT dPsat / dT = (delta Smolar^alfa*beta) / (delta Vmolar^alfa*beta) Mas: 1) delta Gmolar^alfa*beta = 0 2) delta Gmolar^alfa*beta = delta Hmolar^alfa*beta - T*delta S^alfa*beta delta Smolar^alfa*beta = delta Hmolar^alfa*beta / T Mas: P^alfa = P^beta Entao: dPsat / dT = (delta Hmolar^alfa*beta) / (T*delat Vmolar^alfa*beta) -----> Equacao de Clapeyron a) Equilibrio Liquido-Vapor Hipoteses simplificadas: 1) Vmolar^V >> Vmolar^L 2) Vmolar^V = Rt/P Entao: delta Hvap / R = - (dln(Pvap)) / (d(1/T)) ---> Equacao de Clausius-Clapeyron Equacao de Antoine: ln Psat = A - (B/(T+C) ) Equacao de Wagner: ln Pr sat = (A*tau + B*tau^1,5 + C*tau^3 + D*tau^6) / (1-tau) tau = 1 - Tr Tr = T/Tc ; Tr = T reduzida Equacao de Riedel: delta Hvap / R*Tn = 4,026 + ln Tn Equacao de Watson: delta H2 vap / delta H1 vap = ((1 - Tr2) / (1 - Tr1))^0,38 OU delta Hvap / delta Hn vap = ((T - Tc) / (Tn - Tc))^0,38 b) Equilibrio Solido-Vapor: Hipoteses Simplificadas: 1) V^V >> V^S 2) V^V = R*T / P 3) delta H^S*V = cte dP / dT = delta H^SV * P / R * T^2 ln Psat = - (delta H^SV / R*T ) + B c) Equilibrio Solido-Liquido: ln Psat = (delta H^fus) /(T*delta V^fus)
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