Global EE

Тепловые Явления — Задание 18 ОГЭ по физике №00018537

Задание №18. Текстовая Качественная Задача

Тепловые Явления

№2. Задание 18

ID: 00018537

Водяной пар находится при температуре $+20$ °C и давлении ниже, чем давление в тройной точке. Можно ли при этом давлении, охлаждая пар, перевести его сразу в твёрдое состояние, минуя жидкую фазу? Ответ поясните при помощи фазовой диаграммы.

Фазовые диаграммы

Вещества чаще всего находятся в одном из трёх агрегатных состояний — твёрдом, жидком либо газообразном. При определённых условиях возможны переходы между ними — фазовые переходы. Температура, при которой происходит переход, зависит от давления.

Чтобы определить, в какой фазе находится вещество при данных условиях, используют фазовые диаграммы. По горизонтальной оси откладывают температуру $t$ (°C), по вертикальной — давление $p$ (атм). Линиями показаны наборы температуры и давления, при которых происходит тот или иной фазовый переход. На диаграмме воды линия $AO$ соответствует переходу лёд—пар (и обратно), линия $BO$ — переходу пар—жидкость, линия $CO$ — переходу жидкость—лёд. Область I — твёрдое состояние, область II — газообразное, область III — жидкое (см. рисунок).

Рисунок к заданию 18 ОГЭ по физике — Тепловые Явления

Линии $AO$, $BO$ и $CO$ сходятся в одной точке $O$ — это тройная точка. При температуре и давлении, соответствующих точке $O$, три фазы воды могут одновременно существовать в равновесии.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Нужно проследить по диаграмме, через какую линию пройдёт точка состояния, если двигаться при постоянном давлении (вертикали ниже тройной точки) влево — в сторону уменьшения температуры.

Ход по диаграмме

Давление взято ниже тройной точки $O$. На этом уровне между газом (область II) и твёрдым телом (область I) лежит только линия $AO$ — переход «пар—лёд». Линий, относящихся к жидкости ($BO$ и $CO$), на таком низком давлении ниже точки $O$ нет. Значит, охлаждая пар, мы пересечём только линию $AO$ и попадём прямо в область твёрдого состояния.

Ответ: да, можно. При давлении ниже тройной точки пар при охлаждении пересекает только линию $AO$ (пар—лёд) и переходит сразу в твёрдое состояние, минуя жидкую фазу.

Ответ

Да, можно. Ниже тройной точки между паром и льдом лежит только линия $AO$, поэтому при охлаждении пар переходит сразу в лёд, минуя жидкость.

Видеоразбор

Другие задания по теме «Тепловые Явления» (8)