Номер 1, страница 15 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 1. Первоначальные сведения о строении вещества. Самостоятельные работы. СР-12. Агрегатные состояния вещества. Вариант 1 - номер 1, страница 15.

Условие.

1. Может ли быть сталь в жидком состоянии, а кислород в твёрдом?

Решение.

1. Чтобы определить, возможна ли такая ситуация, необходимо проанализировать и сравнить температурные диапазоны, в которых сталь находится в жидком состоянии, а кислород — в твёрдом. Будем считать, что оба вещества находятся при одинаковых условиях, в частности, при одинаковой температуре и нормальном атмосферном давлении.

Решение

Сначала определим условия, при которых сталь находится в жидком состоянии. Сталь — это сплав железа с углеродом, и ее температура плавления зависит от точного химического состава. В среднем, температура плавления стали находится в диапазоне $T_{пл. стали} \approx 1450 - 1520^{\circ}C$. Температура кипения стали значительно выше, около $T_{кип. стали} \approx 2860^{\circ}C$. Таким образом, сталь будет находиться в жидком агрегатном состоянии в интервале температур примерно от $1450^{\circ}C$ до $2860^{\circ}C$.

Теперь определим условия для твёрдого состояния кислорода. Кислород переходит из жидкого состояния в твёрдое (кристаллизуется) при температуре $T_{пл. O_2} = -218,79^{\circ}C$. Это означает, что кислород будет твёрдым при любой температуре ниже этой отметки, то есть при условии $T < -218,79^{\circ}C$.

Для того чтобы сталь была жидкой, а кислород — твёрдым, необходимо найти такую температуру $\text{T}$, которая бы одновременно удовлетворяла двум неравенствам:

1. Для жидкой стали: $T \ge 1450^{\circ}C$.

2. Для твёрдого кислорода: $T < -218,79^{\circ}C$.

Очевидно, что не существует такой температуры $\text{T}$, которая была бы одновременно больше $1450^{\circ}C$ и меньше $-218,79^{\circ}C$. Эти два температурных диапазона не пересекаются. Один диапазон находится в области очень высоких положительных температур, а другой — в области очень низких отрицательных температур.

Ответ: Нет, такая ситуация невозможна при одинаковых температурных условиях. Сталь находится в жидком состоянии при температурах выше $1450^{\circ}C$, а кислород находится в твёрдом состоянии при температурах ниже $-218,79^{\circ}C$. Не существует температуры, которая бы удовлетворяла обоим этим условиям одновременно.