Тепловые Явления — Задание 18 ОГЭ по физике №00051907

Можно создать условия, при которых пар, жидкость и твёрдое состояние могут попарно сосуществовать, находясь в равновесии. Могут ли находиться в равновесии сразу все три состояния? Такая точка на диаграмме «давление — температура» существует. Её называют тройной точкой.

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

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

Соотношения между различными состояниями наглядно показывает диаграмма состояния для воды, изображённая на рисунке.

Кривые на рисунке — это линии термодинамического (теплового) равновесия между льдом и паром (кривая «в»), льдом и водой (кривая «а»), водой и паром (кривая «б»). По вертикали, как обычно, откладывается давление, по горизонтали — температура.

Три кривые пересекаются в тройной точке и делят диаграмму на три области: «лёд», «вода» и «водяной пар».

Диаграмма состояния позволяет дать ответ на вопрос, какое агрегатное состояние вещества достигается в равновесии при определённом давлении и определённой температуре.

Если в условия, соответствующие области «лёд» на графике, поместить воду или пар, то они станут льдом. Если для жидкости или твёрдого тела создать условия, соответствующие области «пар», то получится пар, а условия области «вода» приведут к тому, что пар будет конденсироваться, а лёд — плавиться.

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

На рисунке изображены две такие линии, одна из них (линия 1) — это нагревание при нормальном давлении. Линия лежит выше тройной точки. Поэтому она пересечёт сначала кривую плавления, а затем и кривую испарения. Лёд при нормальном давлении расплавится при температуре $0$ °C, а образовавшаяся вода закипит при $100$ °C.

Иначе будет обстоять дело для льда, нагреваемого при очень небольшом давлении, скажем, чуть ниже $4{,}6$ мм рт. ст. Процесс нагревания изобразится линией 2, идущей ниже тройной точки. Кривые плавления и кипения не пересекаются этой линией. При таком незначительном давлении нагревание приведёт к непосредственному переходу льда в пар.

Какая(-ие) линия(-и) на диаграмме характеризует(-ют) процесс плавления? Ответ поясните.