Problema 3A.11

O gráfico mostra como a capacidade calorífica varia com a temperatura e apresenta descontinuidades em temperaturas específicas. Saltos abruptos de $C_P$ indicam transições de fase ou mudanças estruturais, enquanto os trechos contínuos permitem comparar o comportamento térmico de cada fase. Assim, cada proposição pode ser avaliada diretamente pela forma das curvas.

Há uma descontinuidade em $T_1$ antes da fusão. Como nessa região a substância ainda está no estado sólido, essa mudança brusca indica a existência de uma transição entre duas fases sólidas distintas. Portanto, a substância apresenta mais de uma fase sólida.

No intervalo entre $T_\text{fus}$ e $T_\text{eb}$, a substância está no estado líquido e apresenta valores de $C_P$ maiores do que aqueles observados após $T_\text{eb}$, quando a substância passa ao estado gasoso. Portanto, a capacidade calorífica é menor no estado gasoso do que no estado líquido.

Se a fase líquida pudesse permanecer metaestável abaixo de $T_\text{fus}$, sua curva seria obtida por prolongamento do ramo líquido para temperaturas menores. Pelo gráfico, esse prolongamento ficaria acima da curva da fase sólida estável nessa região. Portanto, a capacidade calorífica da fase líquida metaestável seria maior que a da fase sólida metaestável em temperaturas inferiores a $T_\text{fus}$.

Em todos os trechos monofásicos representados no gráfico, a capacidade calorífica aumenta com o aumento da temperatura. Isso vale para as fases sólidas, para a fase líquida e para a fase gasosa mostradas. Portanto, de acordo com o gráfico, a capacidade calorífica de qualquer fase aumenta com a temperatura.