Номер 4, страница 70, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

4*. Почему воздух в Антарктиде не сжижается сам по себе, хотя температуры там бывают до $-80^\circ$С?

4*.

Воздух не сжижается в Антарктиде, несмотря на низкие температуры, потому что для перехода газа в жидкое состояние (конденсации) необходимо охладить его до температуры ниже точки кипения при данном давлении. Температуры в Антарктиде, даже рекордно низкие, для этого недостаточны.

Атмосферный воздух состоит преимущественно из двух газов:

• Азот ($N_2$) – около 78%
• Кислород ($O_2$) – около 21%

Температура кипения (конденсации) этих газов при нормальном атмосферном давлении составляет:

• Для кислорода: $T_{O_2} \approx -183^\circ\text{C}$
• Для азота: $T_{N_2} \approx -196^\circ\text{C}$

Температура воздуха в Антарктиде, опускающаяся до $-80^\circ\text{C}$, всё ещё значительно выше, чем температуры, необходимые для сжижения основных компонентов воздуха. Чтобы кислород начал переходить в жидкое состояние, температура должна упасть ещё более чем на 100 градусов Цельсия. Для сжижения азота, основной составляющей воздуха, требуется ещё более сильное охлаждение.

Единственный компонент воздуха, который может изменить свое агрегатное состояние при таких температурах, — это углекислый газ ($CO_2$). Его температура сублимации (прямого перехода из газа в твердое тело) составляет около $-78.5^\circ\text{C}$. Таким образом, при температурах ниже этой отметки (что случается в Антарктиде), углекислый газ может выпадать из атмосферы в виде твёрдого осадка ("сухого льда"). Однако, поскольку концентрация $CO_2$ в воздухе очень мала (около 0.04%), это явление не приводит к заметному "сжижению" или "замерзанию" воздуха в целом.

Ответ: Воздух в Антарктиде не сжижается, так как температура там (до $-80^\circ\text{C}$) намного выше, чем температуры конденсации его главных компонентов: кислорода ($-183^\circ\text{C}$) и азота ($-196^\circ\text{C}$).