O diagrama de fases do hélio é apresentado a seguir:

Considere as seguintes proposições.

  1. A temperatura máxima na qual o superfluido hélio-II pode existir é cerca de 2,7 K\pu{2,7 K}.

  2. A pressão mínima na qual o hélio sólido pode existir é cerca de 10 atm\pu{10 atm}.

  3. O líquido hélio-I é mais denso que o hélio-II.

  4. O hélio sólido pode sublimar.

Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas.

Gabarito 2A.07

  1. Correta. Basta observar o ponto de equilíbrio de fases existente à pressão de 10−1 atm\pu{e-1 atm} que ocorre a uma temperatura aproximadamente igual a 2,7 K\pu{2,7 K}

  2. Correta. A curva de equilíbrio entre o estado sólido e líquido tangencia a pressão de 10 atm\pu{10 atm}

  3. Correta. Para verificar densidade basta fazer a seguinte relação: ΔPΔT⏟coeficiente angular=ΔSΔV \underbrace{\frac{\Delta \ce{P}}{\Delta \ce{T}}}_{\text{coeficiente angular}}= \frac{\Delta \ce{S}}{\Delta \ce{V}} Olhando para a curva que divide os dois líquidos, vemos que ela é decrescente, então seu coeficiente angular será negativo, portanto: ΔSΔV<0∴SII−SIVII−VI<0 \frac{\Delta \ce{S}}{\Delta \ce{V}}<0\therefore \frac{\ce{S}_{II}-\ce{S}_{I}}{\ce{V}_{II}-\ce{V}_{I}}<0 Como o líquido I existe a uma maior temperatura, naturalmente ele irá possuir maior entropia, portanto SII−SI<0\ce{S}_{II}-\ce{S}_{I}<0 , portanto: VII−VI>0∴VII>VI \ce{V}_{II}-\ce{V}_{I}>0\therefore \ce{V}_{II}>\ce{V}_{I} logo, 1VII<1VI∴mVII<mVI∴μII<μI \frac{1}{\ce{V}_{II}}< \frac{1}{\ce{V}_{I}}\therefore \frac{m}{\ce{V}_{II}}< \frac{m}{\ce{V}_{I}}\therefore \mu_{II}<\mu_I

  4. Incorreta. Não existe intersecção entre a curva de equilíbrio líquido-sólido com a de equilíbrio líquido-gasoso.