Questões sobre Termodinâmica e Equilíbrio de Fases

A respeito das tecnologias de produção do hidrogênio renovável, julgue o item que se segue. 

O processo produtivo que proporciona o maior rendimento e aproveitamento energético do hidrogênio verde é o termoquímico, especialmente porque utiliza o calor (altas temperaturas) para decompor diretamente a água do vapor, liberando o hidrogênio. 

A Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) é uma técnica amplamente utilizada na caracterização de polímeros, pois permite identificar diferentes eventos térmicos de uma amostra. Durante a análise de um polímero amorfo, ou parcialmente cristalino, eventos endotérmicos e exotérmicos podem ser observados, dependendo da estrutura molecular e do histórico térmico da amostra.
Ao analisar uma amostra de polímero por DSC, foi identificado um evento endotérmico caracterizado por uma alteração na linha de base, em aproximadamente 60 °C, conforme mostrado na figura a seguir.




Com base nessas informações, esse evento pode ser atribuído à: 

Jacques Dubochet foi laureado com o prêmio Nobel de Química em 2017 por suas contribuições no desenvolvimento da técnica de vitrificação, que mais tarde se tornou fundamental na criopreservação de amostras biológicas com finalidade de determinação estrutural. Para montar o aparato de vitrificação, Dubochet utilizou um nebulizador, uma fenda metálica, uma pinça, um recipiente contendo líquido criogênico, água no estado líquido e um filme de carbono. O nebulizador foi empregado para pulverizar a solução aquosa através da fenda metálica. Em seguida, as microgotas que ultrapassavam a fenda eram depositadas sobre a superfície de um filme de carbono preso à pinça, sendo imediatamente submersas no recipiente criogênico por meio de um movimento pendular. O intervalo entre a deposição das gotas e o congelamento era determinado pela geometria do aparato.

A figura a seguir ilustra o protótipo desenvolvido por Dubochet.

Com base nos conhecimentos sobre a técnica de vitrificação, é correto afirmar:

O diagrama de fases T × x₁ × y₁, para uma mistura binária ideal 1 + 2 à pressão constante de 1 bar, é apresentado na Figura 3.



Sobre o comportamento da mistura binária 1 + 2, no que tange às variações de temperatura, das frações molares e da energia de Gibbs, são feitas as seguintes afirmativas:

I. A uma temperatura abaixo das temperaturas de saturação dos componentes 1 e 2, a mistura existe como um líquido sub-resfriado para qualquer fração molar, evidenciando que a energia de Gibbs do líquido é menor que a do vapor em todo intervalo de composição.
II. A 50°C, a mistura 1 + 2 está em equilíbrio líquido-vapor, se as frações molares de líquido e de vapor correspondem aproximadamente a x₁ = 0,38 e y₁ = 0,75.
III. A uma temperatura acima das temperaturas de saturação dos componentes 1 e 2, a mistura existe como vapor superaquecido, uma vez que as energias de Gibbs do líquido e do vapor são iguais para todo intervalo de composição.
IV. A curva inferior, identificada como T - x₁, corresponde à curva de ponto de orvalho, enquanto a curva superior, identificada como T - y₁ corresponde à curva do ponto de bolha.

Estão corretas apenas as afirmativas

A transferência de calor muitas vezes pode ser dependente do tempo, devido a mudanças de condições de contorno do sólido em análise. Um parâmetro utilizado para essa finalidade é o número de Biot – Bi (que representa uma medida da queda de temperatura no sólido em relação à diferença de temperatura entre a superfície e o fluido).
A partir dessa relação, se o número de Biot for muito menor que 1, a resistência à condução no interior do sólido