Capítulo 03. Calorimetria

O diagrama a seguir representa as exceções, ou seja, as substâncias em que o aumento de pressão diminui a temperatura de fusão.

Note que, à pressão p1, a substância se funde à temperatura 1 e, na pressão p2 > p1, a substância se funde a uma temperatura 2, menor que 1. Portanto, para as exceções:

Nessas substâncias, as moléculas que formam a rede cristalina que constitui o estado sólido deixam espaços vazios entre elas, formando assim "buracos". Durante a fusão, elas recebem energia e empurram umas as outras e afastar-se-iam mutuamente se não fossem os espaços vazios que elas acabam ocupando durante a mudança de fase, diminuindo assim o seu volume. Nesse caso, o aumento da pressão externa empurrando as moléculas umas contra as outras, facilita a ocupação dos espaços entre elas, fazendo com que elas necessitem de menos energia para se fundir e, portanto, mudem de fase a uma temperatura menor.

A figura abaixo representa o diagrama de fase do gelo (água no estado sólido).

 

Nele observamos que, à pressão de 1 atm, a temperatura de fusão do gelo é 0 °C e, à pressão de 340 atm, a temperatura de fusão do gelo é – 2,5 °C.

A tabela abaixo fornece alguns valores que correspondem à temperatura de fusão do gelo e suas respectivas pressões.

Observe que, para pressão de 1,0 atm, a temperatura de fusão do gelo é 0 °C e que, para a pressão de 340,0 atm, a temperatura de fusão de gelo é – 2,500 °C; portanto, para que se diminua a temperatura de fusão de forma significativa, é necessário um grande aumento na pressão.

Um exemplo que ilustra o comportamento das exceções foi a experiência feita pelo físico irlandês, John Tyndall, conhecida por regelo.

O regelo consiste em atravessar inteiramente um bloco de gelo à temperatura abaixo de 0 °C, com um arame e dois pesos em suas extremidades, sem partir o bloco de gelo ao meio, conforme figura abaixo.

Os pesos, nas extremidades do arame, aumentam a pressão sobre o bloco de gelo onde ele está apoiado, formando água líquida imediatamente abaixo do arame, fazendo-o deslizar para baixo. Acima do arame, a pressão volta ao normal e a água se solidifica, regelando, deixando, assim, o bloco intacto.

Observação

Ao resfriarmos um líquido, ocasionalmente pode ocorrer um atraso na solidificação e o líquido eventualmente pode atingir temperaturas inferiores à  sua temperatura de solidificação, sem mudar de fase. Por exemplo: a água pode atingir, dentro de um congelador, temperatura inferior a 0 °C e continuar no


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