Calculadora da regra das fases de Gibbs

A regra das fases de Gibbs conta quantas variáveis intensivas podem ser alteradas de forma independente sem mudar o número de fases em equilíbrio. Sua forma padrão sem reações é F = C − P + 2, em que F é a variância ou os graus de liberdade, C é o número de componentes independentes, P é o número de fases e os dois graus finais representam temperatura e pressão. A regra é uma base concisa para interpretar diagramas de fases em química, ciência dos materiais, geologia e engenharia química. Uma fase é uma região fisicamente homogênea com propriedades intensivas e composição uniformes. Água líquida, gelo e vapor de água são três fases distintas, embora contenham o mesmo componente químico. Componentes são o número mínimo de constituintes químicos independentes necessários para expressar a composição de todas as fases. Nem sempre correspondem ao número de espécies, especialmente quando reações ou restrições de composição conectam essas espécies. Para água pura em uma fase, C = 1 e P = 1, resultando em F = 2. Temperatura e pressão podem variar enquanto o sistema permanece monofásico. Ao longo de uma curva de coexistência líquido-vapor, P = 2 e F = 1, então escolher a temperatura determina a pressão de equilíbrio. No ponto triplo, três fases coexistem e F = 0. Nem temperatura nem pressão podem variar independentemente sem perder uma fase; por isso, o ponto triplo é invariante. Muitos diagramas práticos mantêm uma variável intensiva fixa. Diagramas de fases condensadas costumam ser traçados a pressão constante, reduzindo a regra a F = C − P + 1. Se temperatura e pressão forem fixas, dois graus são removidos. A calculadora trata esses casos subtraindo da regra completa o número selecionado de variáveis intensivas fixas. Um resultado negativo indica que o número de fases informado não pode coexistir livremente sob as hipóteses adotadas. A expressão simples pressupõe equilíbrio e ausência de influências adicionais, como efeitos elétricos, magnéticos, gravitacionais ou de superfície. Sistemas reativos exigem ajustar o número de componentes pelas reações independentes, e fases metaestáveis não são fases de equilíbrio comuns. A regra prevê a dimensionalidade, não as temperaturas, pressões ou composições reais de equilíbrio. Use-a para conferir a topologia dos diagramas, classificar estados invariantes e univariantes e avaliar quanta informação deve ser especificada para determinar completamente um estado de equilíbrio.