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A fase na qual um corpo puro se encontra, depende da temperatura e da pressão. Por exemplo, um gás pode ser liquefeito aumentando a pressão à temperatura constante (capítulo 1). Também, um sólido pode fundir esquentando a pressão constante. Representa-se graficamente o estado estável de um corpo puro num diagrama P(T), chamado diagrama de fases. A termodinâmica permite de prever qual é a fase estável de um sistema a temperatura e pressão constantes: é a fase com menor energia livre G. Podemos então construir o diagrama de fases de um corpo puro examinando a variação de G com a temperatura e a pressão.
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