3° Lista de Exercícios

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAIS – UEMG 
FACULDADE DE ENGENHARIA – CAMPUS JOÃO MONLEVADE 
CURSO DE ENGENHARIA METALÚRGICA 
Assunto: atividades e coeficientes de atividade em ligas 
PROFESSOR: Gilberto Fernandes Lima DISCIPLINA: Físico-Química Metalúrgica 
TURMA: Engenharia Metalúrgica PERÍODO: 6º DATA: 19/04/2012 
Grupo: 
 
 
 
 
 
Questões 
1- Qual o valor de 
o
Al
em ligas de Fe – Al a 1600ºC? E a 1680ºC? Respostas:
058,0
1873
oAl k
 
069,0
1953
oAl k
 
2- A 473ºC, o coeficiente de atividade do chumbo em liga Pb – Bi líquidas é dado pela seguinte relação: 
 
Escrever a expressão correspondente para Bi. Resposta: 
 232,0log PbBi N
 
3- As atividades do cobre em uma liga Fe – Cu a 1550ºC foram determinadas. Os valores obtidos são 
dados na tabela abaixo: 
NCu aCu 
1 1 
0,9 0,929 
0,8 0,896 
0,7 0,878 
0,6 0,857 
0,5 0,829 
0,4 0,804 
0,3 0,780 
0,2 0,728 
0,1 0,557 
Usando esses dados, determinar: 
a) o valor de Cu para NCu = 0; Resposta: 
7767,9Cu
o
 
 
 
 
 2132,0log PbPb N
b) os valores de aFe e Fe ao longo de toda a faixa de concentrações. Resposta: 
 
 Valores Calculados Valores Literatura 
NFe aFe Fe aFe Fe 
0 0 10,6646 0 10,570 
0,1 0,5725 5,7251 0,573 5,728 
0,2 0,7161 3,5804 0,716 3,582 
0,3 0,7622 2,5406 0,763 2,542 
0,4 0,7973 1,9932 0,798 1,996 
0,5 0,8298 1,6595 0,832 1,663 
0,6 0,8513 1,4188 0,853 1,421 
0,7 0,8650 1,2357 0,867 1,239 
0,8 0,8850 1,1063 0,886 1,107 
0,9 0,9258 1,0287 0,925 1,028 
1,0 1,0000 1,0000 1,000 1,000 
 
4- O coeficiente de atividade do zinco em ligas líquidas de Cd – Zn a 435ºC pode ser representado pela 
expressão abaixo: 
3
Cd
2
CdZn N13,0N38,0log 
 
Calcular a expressão correspondente para log Cd. Avaliar aCd para 
5,0NCd 
 à 435ºC. 
Respostas: 
3
Zn
2
ZnCd N13,0N185,0log 
; 
5774,0Cda
 
5- Avaliar a atividade do alumínio e do cobre em ligas com o ferro a 1600ºC, considerando as seguintes 
composições: 
- liga alumínio-ferro: 
%Al = 0,02 %Fe = 99,98 
- liga cobre-ferro: 
%Cu = 0,5 %Fe = 99,5 
Especificar os estados-padrão em cada caso. Mencionar as suposições que foram feitas. 
Respostas: 
5104,2 Ala
;
386,0Cua
 
6- Na página 223 da apostila dos Dados Termodinâmicos para Metalurgista é fornecido o valor de 
o
Cu
 
(valor de Cu para NCu = 0) a 1823 K. Usando expressão já desenvolvida anteriormente, calcular o valor 
de 
o
Cu
 a 1873 K. Comparar com o valor da página 233. Explicar a diferença. Respostas: 
7475,81873
o
Cu
(caculado); Na página 233;
77,81873
o
Cu 

(tabelado) 
7- Demonstre através da equação de Gibbs-Duhem que se a lei de Henry é válida para o soluto, a lei de 
Raoult é válida para o solvente. 
8- A relação 
O2H2H
P/P
numa mistura gasosa em equilíbrio com chumbo líquido puro e PbO líquido 
(sendo NPbO = 0,7) é 5,66 x 10
-4
 a 900ºC. A 1100ºC esse valor é 1,2 x 10
-3
. Calcular o valor de 
PbOH
 na 
solução onde ele está contido. Resposta: 
PbOH
=-2.307,7 cal/mol 
9- Ar na pressão de 1 atm é soprado sobre uma liga cobre-ouro líquida a 1500 K. Se apenas o cobre é 
oxidado para formar Cu2O sólido puro, calcular a mínima atividade do cobre que pode ser alcançada na 
solução. Resposta: aCu = 0,145 
10- Magnésio pode ser removido de soluções Mg – Al líquidas por cloração seletiva, formando MgCl2. 
Calcular a atividade do magnésio no sistema líquido Mg – Al, que pode ser atingida a 800ºC pela reação 
da solução com uma atmosfera de H2 – HCl onde: 
1P
2H

 atm 
5
HCl 10P

 atm 
formando MgCl2 líquido puro. Resposta: aMg=2,23x 310 
11- A pressão parcial de oxigênio em equilíbrio com chumbo líquido puro e PbO líquido puro a 1200 K é 
10
-8
 atm. Se SiO2 é adicionada ao PbO de tal maneira que o equilíbrio chumbo puro-solução SiO2 – PbO 
seja atingido com 
9
2O
105,2P 
 atm, determinar a atividade do PbO nesse silicato líquido. 
Resposta: aPbO= 0,5 
12- Uma mistura gasosa contendo CH4 e H2 nas seguintes pressões: 
045,0P
4CH

 atm 
955,0P
2H

 atm 
é equilibrada com uma liga Fe – C a 1000 K. Calcular a atividade do carbono nessa liga, tomando como 
padrão o carbono sólido puro. Conservando a pressão total em 1 atm, qual deve ser o valor de 
2H
P
 de 
modo a saturar o ferro em carbono a 1000 K? Resposta: aC= 0,69; 
9371,0
2
HP
atm 
13- Determinar a atividade do FeO, em uma escória líquida contendo FeO – Al2O3 – SiO2, a partir da qual 
o FeO não pode ser reduzido a ferro líquido puro por uma mistura CO – CO2 a 1600ºC sendo: 
510
2

CO
CO
P
P
 
Resposta: aFeO=5,63x 
510