Номер 4, страница 259 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Молекулярная физика. Глава 10. Агрегатные состояния вещества. Фазовые переходы. Параграф 46. Взаимные превращения жидкостей и газов. Вопросы - номер 4, страница 259.

Условие.

4. Каким способом любой газ можно превратить в жидкость?

Решение.

4. Чтобы превратить газ в жидкость (этот процесс называется сжижением или конденсацией), необходимо уменьшить кинетическую энергию его молекул и сблизить их на такое расстояние, чтобы силы межмолекулярного притяжения стали достаточными для удержания молекул вместе в жидком состоянии.

Простое увеличение давления (сжатие) не всегда приводит к сжижению газа. Для каждого вещества существует так называемая критическая температура ($T_{кр}$) — это температура, выше которой вещество не может существовать в жидком состоянии, каким бы высоким ни было давление. При температуре выше критической ($T > T_{кр}$) кинетическая энергия молекул настолько велика, что никакие силы притяжения не могут заставить их сконденсироваться в жидкость.

Следовательно, чтобы гарантированно превратить в жидкость любой газ, необходимо выполнить два последовательных действия:

1. Охлаждение: Сначала газ необходимо охладить до температуры ниже его критической температуры ($T < T_{кр}$).

2. Сжатие: После охлаждения газ нужно сжать, то есть увеличить на него давление. Когда давление достигнет значения давления насыщенного пара при данной температуре, газ начнет конденсироваться и переходить в жидкое состояние.

Этот двухэтапный метод является универсальным и применяется для сжижения всех газов, включая те, у которых очень низкие критические температуры (например, гелий, $T_{кр}$ = 5,2 K, или -267,96 °C).

Ответ: Любой газ можно превратить в жидкость, если сначала охладить его ниже его критической температуры, а затем сжать, увеличив давление.