Ejercicio 4 Pregunta 2 · Fisicoquímica I UB Juny 2018

Feu una gràfica que representi com varia el potencial químic d'una substància pura ($T_{\text{fus}} = 5\text{ }^\circ\text{C}$; $T_{\text{eb}} = 200\text{ }^\circ\text{C}$ a $1\text{ atm}$), que s'escalfa de $0\text{ }^\circ\text{C}$ a $250\text{ }^\circ\text{C}$ a pressió constant.

Solución: Gràfica de $\mu(T)$ amb tres corbes de pendent negatiu decreixent ($S_{\text{m}}^{\text{sòlid}} < S_{\text{m}}^{\text{líquid}} \ll S_{\text{m}}^{\text{gas}}$): a $T < 5\text{ }^\circ\text{C}$ la corba més baixa és la del sòlid; entre $5\text{ }^\circ\text{C}$ i $200\text{ }^\circ\text{C}$ és la del líquid; a $T > 200\text{ }^\circ\text{C}$ és la del gas. Els punts de tall representen les transicions de fase a $1\text{ atm}$.

Doneu l'equació que expressa aquesta variació.

Solución: $$\left(\frac{\partial\mu}{\partial T}\right)_P = -S_{\text{m}}$$

Justifiqueu perquè, a pressió de $1\text{ atm}$, l'estat més estable d'aquesta substància a $0\text{ }^\circ\text{C}$ és el sòlid.

Solución: A $T = 0\text{ }^\circ\text{C}$ (per sota de la temperatura de fusió normal de $5\text{ }^\circ\text{C}$) i a $P = 1\text{ atm}$, la fase que presenta el menor valor de potencial químic és el sòlid. Atès que el criteri d'estabilitat termodinàmica imposa que la fase amb el mínim potencial químic és la més estable, a $0\text{ }^\circ\text{C}$ l'estat estable és el sòlid.