Задание OGEPHYSFBD64D: Основные положения молекулярно-кинетической теории строения вещества. Модели твёрдого, жидкого и газообразного состояний вещества. Кристаллические и аморфные тела

ФИПИ · ОГЭ · все форматы ответа · 1506 заданий

Открыть решение ↓ Ошибка или пожелание

Учебные темы: Основные положения молекулярно-кинетической теории строения вещества. Модели твёрдого, жидкого и газообразного состояний вещества. Кристаллические и аморфные тела; Испарение и конденсация. Изменение внутренней энергии в процессе испарения и конденсации. Кипение жидкости. Удельная теплота парообразования:; Плавление и кристаллизация. Изменение внутренней энергии при плавлении и кристаллизации. Удельная теплота плавления.; Работа с физическим текстом и данными.

Общее условие

Тройная точка

Можно создать условия, при которых пар, жидкость и твёрдое состояние одного вещества попарно сосуществуют, находясь в равновесии. Могут ли находиться в равновесии сразу все три агрегатных состояния? Такая точка на диаграмме «давление – температура» (см. рисунок 1) существует. Её называют тройной точкой.

Если поместить в закрытый сосуд, в котором создан вакуум
и поддерживается температура 0 °С, воду с плавающим льдом,
то в свободное пространство начнут поступать водяные (и «ледяные») пары.

Рисунок из условия ФИПИ

Рисунок 1

 

При давлении 4,6 мм рт. ст. наступит состояние динамического равновесия, когда количество испарившихся воды и льда равно количеству сконденсировавшегося за это же время пара. Теперь три фазы – лёд, вода
и пар – будут в состоянии равновесия. Эта точка и есть тройная.

Кривые на рисунке – это линии термодинамического (теплового) равновесия между льдом и паром (кривая «в»), льдом и водой (кривая «а»), водой и паром (кривая «б»). Три кривые пересекаются в тройной точке
и делят диаграмму на три области: «лёд», «вода» и «водяной пар».

Диаграмма существования фаз позволяет сразу же ответить на вопрос, что произойдёт с веществом при нагревании или сжатии.

Задание №1. Дайте развернутый ответ.

Можно ли лёд, находящийся в состоянии, соответствующем точке А на диаграмме, перевести в пар, минуя жидкое состояние? Ответ поясните.


 

i
СВОЙСТВА ЗАДАНИЯ
КЭС:
2 ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Тип ответа:Развернутый ответ
Номер: FBD64D
1 (2ECC03)
НЕ РЕШЕНО Изменить статус

Решение задания OGEPHYSFBD64D

Ответ: Да. Уменьшить давление при постоянной температуре.

По исходной диаграмме точка А находится в области льда при температуре ниже температуры тройной точки. Горизонтальная ось — температура, вертикальная — давление. Поэтому изменение давления при неизменной температуре изображается вертикальным перемещением.
Чтобы получить пар, не заходя в область жидкой воды, можно двигаться из точки А вертикально вниз: понижать давление, поддерживая исходную температуру. Сначала состояние остаётся в области льда. Затем траектория достигает кривой «в», которая разделяет лёд и пар, и при дальнейшем переходе оказывается в области пара.
Такой непосредственный переход твёрдого вещества в газ называется сублимацией. Для него требуется подвод энергии, поэтому поддержание температуры предполагает соответствующий теплообмен.
Недостаточно просто сказать «давление ниже 4,6 мм рт. ст.»: при данной отрицательной температуре нужно достичь именно более низкого давления на кривой «в». Давление тройной точки относится к другой, более высокой температуре.
Проверка: выбранная вертикальная траектория пересекает границу лёд–пар и ни разу не попадает в область «Вода». Поэтому промежуточное жидкое состояние не возникает. Ответ: да, при понижении давления до границы сублимации и переходе через неё при постоянной температуре.

Основные положения молекулярно-кинетической теории строения вещества. Модели твёрдого, жидкого и газообразного состояний вещества. Кристаллические и аморфные тела: схема решения задания OGEPHYSFBD64D
Обозначения: Исходный рисунок ФИПИ и пояснения к решению.

Помочь улучшить сайт

Напишите пожелание к сайту или решению либо сообщите о найденной неточности в задании OGEPHYSFBD64D.

Сообщение увидит только команда сайта: на странице оно не публикуется.

Комментарии к решению

Комментарии видны всем посетителям сайта.

Комментариев пока нет. Будьте первым.

Чтобы оставить комментарий, войдите или зарегистрируйтесь.