EQUAÇÃO GERAL DE GRACELI.

 G ψ = E ψ = Eψ ω Mom=   [/ ] /  /   = ħω [Ϡ ]  [ξ ] [,ς]   ψ μ / h/c ψ(x, t)  [x  t ]..

Quando um líquido composto por dois ou mais componentes é aquecido, o ponto de bolha é a temperatura (a uma dada pressão) onde a primeira bolha de vapor é formada. Dado que o vapor, provavelmente, terá uma composição diferente do líquido o ponto de bolha (junto com o ponto de orvalho) em diferentes composições são dados úteis no projeto de sistemas de destilação (como em refinarias de petróleo).

Para um único componente, o ponto de bolha e o ponto de orvalho são os mesmos e são referidos como o ponto de ebulição.

Calculando o ponto de bolha

Em um ponto de bolha, as seguintes relações mantem-se:

${\displaystyle \sum _{i=1}^{N_{c}}y_{i}=\sum _{i=1}^{N_{c}}K_{i}x_{i}=1}$ / 

   EQUAÇÃO GERAL DE GRACELI.

 G ψ = E ψ = Eψ ω Mom=   [/ ] /  /   = ħω [Ϡ ]  [ξ ] [,ς]   ψ μ / h/c ψ(x, t)  [x  t ]..

onde

${\displaystyle K_{i}\equiv {\frac {y_{ie}}{x_{ie}}}}$. / 

   EQUAÇÃO GERAL DE GRACELI.

 G ψ = E ψ = Eψ ω Mom=   [/ ] /  /   = ħω [Ϡ ]  [ξ ] [,ς]   ψ μ / h/c ψ(x, t)  [x  t ]..

K é o coeficiante de distribuição ou fator K, definido como a razão da fração molar na fase de vapor ${\displaystyle {\big (}y_{ie}{\big )}}$ para a fração de moles na fase líquida ${\displaystyle {\big (}x_{ie}{\big )}}$ em equilíbrio.
Quando a lei de Raoult e lei de Dalton sustentam-se para a mistura, o fator K é definido como a razão entre a pressão de vapor à pressão total do sistema:^[1]

${\displaystyle K_{i}={\frac {P'_{i}}{P}}}$ / 

   EQUAÇÃO GERAL DE GRACELI.

 G ψ = E ψ = Eψ ω Mom=   [/ ] /  /   = ħω [Ϡ ]  [ξ ] [,ς]   ψ μ / h/c ψ(x, t)  [x  t ]..

Em física, termodinâmica, química, físico-química e física da matéria condensada, um ponto crítico, também chamado de estado crítico, ocorre sob condições (tais como valores específicos de temperatura, pressão ou composição) no qual não existem limites de fase. Existem vários tipos de pontos críticos, incluindo pontos críticos líquido-vapor e líquido-líquido.^[1][2]

Substâncias puras: ponto crítico líquido-vapor

O "ponto crítico" é por vezes usado para denotar o ponto especificamente vapor-líquido crítico de um material, a partir do qual a distinção entre fase a líquida e gasosa não existe.

O ponto crítico de vapor-líquido em um diagrama de fases pressão-temperatura está no extremo de alta temperatura do limite de fase líquido-gás. A linha pontilhada verde mostra o comportamento anômalo da água.^[3]

Como se mostra no diagrama de fases para a direita, isto é o ponto em que a fronteira entre a fase líquida e gasosa termina. Em água, o ponto crítico ocorre em cerca de 647 K. (374 ° C; 705 ° F) e 22,064 MPa (218 atm)

À medida que a substância se aproxima da temperatura crítica, as propriedades da sua fases gasosa e líquida convergem, resultando em apenas uma fase no ponto crítico: um fluido supercrítico homogêneo. O calor de vaporização é zero no ponto crítico e para além dele, por isso não existe distinção entre as duas fases. No diagrama de Pressão-temperatura, o ponto em que a temperatura crítica e pressão crítica satisfazer é chamado de ponto crítico da substância. Acima da temperatura crítica, um líquido não pode ser formada por um aumento da pressão, apesar de um sólido poder ser formado sob uma pressão suficiente. A pressão crítica é a pressão de vapor, à temperatura crítica. O volume crítico é o volume molar de uma mole do material a uma temperatura e pressão críticas.

Propriedades críticas variam de material para material, e para muitas substâncias puras estão prontamente disponíveis na literatura. No entanto, a obtenção de propriedades críticas para misturas é mais desafiador.

Definição matemática

No caso das substâncias puras, há um ponto de inflexão na curva isotérmica crítica (linha de temperatura constante) com um diagrama de Pressão-Volume. Isto significa que, no ponto crítico: ^[4][5][6]

${\displaystyle \left({\frac {\partial p}{\partial V}}\right)_{T}=\left({\frac {\partial ^{2}p}{\partial V^{2}}}\right)_{T}=0}$ / 

   EQUAÇÃO GERAL DE GRACELI.

 G ψ = E ψ = Eψ ω Mom=   [/ ] /  /   = ħω [Ϡ ]  [ξ ] [,ς]   ψ μ / h/c ψ(x, t)  [x  t ]..

Isto é, as primeira e segunda derivadas parciais da pressão p no que diz respeito ao volume V são ambos zero, com as derivadas parciais avaliados em temperatura constante T. Esta relação pode ser usada para avaliar dois parâmetros de uma equação de estado em termos das propriedades críticas, tais como os parâmetros a e b na equação de van der Waals.^[4]

Às vezes um conjunto de propriedades reduzidas é definida em termos das propriedades importantes, isto é:^[7]

${\displaystyle T_{r}=T/T_{c}\,}$ / 

   EQUAÇÃO GERAL DE GRACELI.

 G ψ = E ψ = Eψ ω Mom=   [/ ] /  /   = ħω [Ϡ ]  [ξ ] [,ς]   ψ μ / h/c ψ(x, t)  [x  t ]..

${\displaystyle p_{r}=p/p_{c}\,}$ /

   EQUAÇÃO GERAL DE GRACELI.

 G ψ = E ψ = Eψ ω Mom=   [/ ] /  /   = ħω [Ϡ ]  [ξ ] [,ς]   ψ μ / h/c ψ(x, t)  [x  t ]..

${\displaystyle V_{r}={\frac {V}{RT_{c}/p_{c}}}\,}$/

   EQUAÇÃO GERAL DE GRACELI.

 G ψ = E ψ = Eψ ω Mom=   [/ ] /  /   = ħω [Ϡ ]  [ξ ] [,ς]   ψ μ / h/c ψ(x, t)  [x  t ]..

${\displaystyle T_{c}=8a/27Rb,}$ /

   EQUAÇÃO GERAL DE GRACELI.

 G ψ = E ψ = Eψ ω Mom=   [/ ] /  /   = ħω [Ϡ ]  [ξ ] [,ς]   ψ μ / h/c ψ(x, t)  [x  t ]..

${\displaystyle V_{c}=3b\,}$ /

   EQUAÇÃO GERAL DE GRACELI.

 G ψ = E ψ = Eψ ω Mom=   [/ ] /  /   = ħω [Ϡ ]  [ξ ] [,ς]   ψ μ / h/c ψ(x, t)  [x  t ]..

${\displaystyle P_{c}=a/27b^{2},}$ /

   EQUAÇÃO GERAL DE GRACELI.

 G ψ = E ψ = Eψ ω Mom=   [/ ] /  /   = ħω [Ϡ ]  [ξ ] [,ς]   ψ μ / h/c ψ(x, t)  [x  t ]..

onde ${\displaystyle T_{r}}$ é a temperatura reduzida, ${\displaystyle p_{r}}$ é a pressão reduzida, ${\displaystyle V_{r}}$ é a redução do volume, e ${\displaystyle R}$ é a constante universal dos gases.

Proposta pelo físico estadunidense Josiah Willard Gibbs, a Regra das Fases de Gibbs apresenta um critério para a determinação das fases que coexistirão em um sistema em equilíbrio num diagrama de fase.^[1]

Definição

A regra das fases de Gibbs é expressa pela equação

${\displaystyle P+F=C+N}$ , /

   EQUAÇÃO GERAL DE GRACELI.

 G ψ = E ψ = Eψ ω Mom=   [/ ] /  /   = ħω [Ϡ ]  [ξ ] [,ς]   ψ μ / h/c ψ(x, t)  [x  t ]..

em que P é o número de fases presentes, F é o número de graus de liberdade, ou o número de variáveis que podem ser controladas externamente, e que devem ser especificadas para definir por completo o estado de um sistema. O parâmetro C representa o número de componentes e N é o número de variáveis não relacionadas à composição. Como muitas vezes essas variáveis são a temperatura e a pressão, é comum a equação aparecer como:

${\displaystyle P+F=C+2}$ . /

   EQUAÇÃO GERAL DE GRACELI.

 G ψ = E ψ = Eψ ω Mom=   [/ ] /  /   = ħω [Ϡ ]  [ξ ] [,ς]   ψ μ / h/c ψ(x, t)  [x  t ]..

Sistema unário

Para sistemas com um só componente, em que C = 1 e as variáveis são temperatura e pressão, de modo que N = 2, a equação toma a forma

${\displaystyle P+F=3}$ ./

   EQUAÇÃO GERAL DE GRACELI.

 G ψ = E ψ = Eψ ω Mom=   [/ ] /  /   = ħω [Ϡ ]  [ξ ] [,ς]   ψ μ / h/c ψ(x, t)  [x  t ]..

No ponto triplo coexistem três fases em equilíbrio. Como há apenas um componente, o número de graus de liberdade é dado por

${\displaystyle F=C+N-P}$ /

   EQUAÇÃO GERAL DE GRACELI.

 G ψ = E ψ = Eψ ω Mom=   [/ ] /  /   = ħω [Ϡ ]  [ξ ] [,ς]   ψ μ / h/c ψ(x, t)  [x  t ]..

${\displaystyle F=1+2-3}$/

   EQUAÇÃO GERAL DE GRACELI.

 G ψ = E ψ = Eψ ω Mom=   [/ ] /  /   = ħω [Ϡ ]  [ξ ] [,ς]   ψ μ / h/c ψ(x, t)  [x  t ]..

ou seja, F = 0. Isso significa que nenhuma variável (temperatura ou pressão) pode ser mudada, mantendo-se a existência das três fases.

Ao longo de um contorno de fase, duas fases estão em equilíbrio, de modo que

${\displaystyle F=1+2-2}$ /

   EQUAÇÃO GERAL DE GRACELI.

 G ψ = E ψ = Eψ ω Mom=   [/ ] /  /   = ħω [Ϡ ]  [ξ ] [,ς]   ψ μ / h/c ψ(x, t)  [x  t ]..

e há apenas um grau de liberdade. Isso significa que para descrever o estado basta especificar apenas uma das variáveis, pois a outra já está definida.

Considerando um ponto situado em uma região com apenas uma fase,

${\displaystyle F=1+2-1}$ /

   EQUAÇÃO GERAL DE GRACELI.

 G ψ = E ψ = Eψ ω Mom=   [/ ] /  /   = ħω [Ϡ ]  [ξ ] [,ς]   ψ μ / h/c ψ(x, t)  [x  t ]..

o número de graus de liberdade nesse caso é 2. São necessárias duas variáveis para definir o estado do sistema.

Sistema binário

Para misturas binárias, há dois componentes (C = 2) e, além da temperatura e pressão, há a presença do grau de liberdade composição. Como muitas vezes as operações metalúrgicas, que fazem uso do diagrama binário, são realizadas à pressão atmosférica, a pressão é dada como constante a 1 atm, de modo que N = 1.^[2]

${\displaystyle F=C-P+1}$/

   EQUAÇÃO GERAL DE GRACELI.

 G ψ = E ψ = Eψ ω Mom=   [/ ] /  /   = ħω [Ϡ ]  [ξ ] [,ς]   ψ μ / h/c ψ(x, t)  [x  t ]..