Номер 10, страница 95 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 3. Дисперсные системы и растворы. Параграф 13. Дисперсные системы и их классификация - номер 10, страница 95.

Условие.

10. Какое из понятий более широкое — «агрегатное состояние» или «фаза»? Может ли одно и то же вещество иметь несколько газообразных, жидких или кристаллических фаз?

Решение.

Решение 2.

Решение

Какое из понятий более широкое — «агрегатное состояние» или «фаза»?

Понятие «фаза» является более широким и фундаментальным, чем «агрегатное состояние».

Агрегатное состояние (твёрдое, жидкое, газообразное) — это качественная характеристика состояния вещества, основанная на макроскопических свойствах, таких как способность сохранять объём и форму. Это более простое, классификационное понятие.

Фаза — это термодинамическое понятие. Фазой называют гомогенную (однородную по составу и физическим свойствам) часть термодинамической системы, отделённую от других частей системы видимой поверхностью раздела. Вещества в одном и том же агрегатном состоянии могут существовать в виде нескольких различных фаз. Например, лёд и вода — это твёрдое и жидкое агрегатные состояния, но они также являются двумя разными фазами. Более показательный пример — алмаз и графит. Оба находятся в твёрдом агрегатном состоянии, но представляют собой две разные кристаллические фазы углерода, так как у них разная структура кристаллической решётки и, соответственно, разные физические свойства. Таким образом, одно агрегатное состояние (например, твёрдое) может включать в себя несколько фаз.

Ответ: Понятие «фаза» более широкое.

Может ли одно и то же вещество иметь несколько газообразных, жидких или кристаллических фаз?

Да, одно и то же вещество может иметь несколько фаз в пределах одного агрегатного состояния, особенно в твёрдом.

Кристаллические (твёрдые) фазы: Да, может. Это явление называется полиморфизмом (для сложных веществ) или аллотропией (для простых веществ). Разные кристаллические фазы одного и того же вещества отличаются строением кристаллической решётки. Например, углерод существует в виде фаз алмаза и графита; вода ($H_2O$) имеет множество кристаллических фаз льда (лёд I, лёд II и т.д.), устойчивых при разных давлениях и температурах; железо ($\text{Fe}$) имеет альфа-, гамма- и дельта-фазы.

Жидкие фазы: Да, может, хотя это встречается реже. Самый известный пример — жидкий гелий, который при сверхнизких температурах существует в двух жидких фазах: гелий-I (нормальная жидкость) и гелий-II (сверхтекучая жидкость). Также некоторые сложные органические вещества могут образовывать несколько жидких фаз, например, жидкокристаллические фазы.

Газообразные фазы: Как правило, нет. Любые две порции газа, даже находящиеся при разных условиях, при контакте смешиваются друг с другом, образуя одну гомогенную фазу. Поэтому для вещества обычно существует только одна газообразная фаза. Исключением можно считать плазму, которую иногда рассматривают как отдельную фазу, отличную от нейтрального газа.

Ответ: Да, одно и то же вещество может иметь несколько кристаллических и (реже) жидких фаз. Как правило, вещество имеет только одну газообразную фазу.