Номер 6, страница 65 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

Вопросы и задания. §9. Газы, жидкости и твёрдые вещества. Глава 1. От атома до вещества - номер 6, страница 65.

6. Воздух на 99% состоит из двух газов — азота (температура кипения $-196 \text{ °C}$) и кислорода (температура кипения $-183 \text{ °C}$). Опишите, что будет происходить при охлаждении воздуха от комнатной температуры до температуры:

a) $-180 \text{ °C}$

б) $-190 \text{ °C}$

в) $-200 \text{ °C}$

Дано:

Температура кипения (конденсации) азота: $t_{кип(N_2)} = -196\ ^{\circ}C$
Температура кипения (конденсации) кислорода: $t_{кип(O_2)} = -183\ ^{\circ}C$
Конечные температуры для охлаждения воздуха: $t_{а} = -180\ ^{\circ}C$, $t_{б} = -190\ ^{\circ}C$, $t_{в} = -200\ ^{\circ}C$

Найти:

Описать агрегатное состояние воздуха при охлаждении до каждой из указанных температур.

Решение:

Воздух является смесью газов, в основном азота и кислорода. При охлаждении смеси газов каждый компонент переходит из газообразного состояния в жидкое (конденсируется) при достижении своей индивидуальной температуры конденсации, которая равна температуре кипения. У кислорода температура конденсации выше ($-183\ ^{\circ}C$), чем у азота ($-196\ ^{\circ}C$), поэтому при постепенном охлаждении воздуха кислород начнет сжижаться первым.

а) -180 °С;

Конечная температура охлаждения $-180\ ^{\circ}C$ выше, чем температуры конденсации и кислорода ($-183\ ^{\circ}C$), и азота ($-196\ ^{\circ}C$). Поскольку $ -180\ ^{\circ}C > -183\ ^{\circ}C $ и $ -180\ ^{\circ}C > -196\ ^{\circ}C $, ни один из основных компонентов воздуха не изменит своего агрегатного состояния. Воздух останется газовой смесью, только очень холодной.
Ответ: Воздух останется в газообразном состоянии.

б) -190 °С;

При охлаждении воздуха его температура пройдет отметку $-183\ ^{\circ}C$, при которой кислород начнет конденсироваться. Конечная температура $-190\ ^{\circ}C$ ниже температуры конденсации кислорода ($ -190\ ^{\circ}C < -183\ ^{\circ}C $), но все еще выше температуры конденсации азота ($ -190\ ^{\circ}C > -196\ ^{\circ}C $). Это означает, что кислород перейдет в жидкое состояние, а азот продолжит оставаться газом.
Ответ: Кислород сконденсируется и станет жидкостью, а азот останется в газообразном состоянии. В результате образуется смесь жидкого кислорода и газообразного азота.

в) -200 °С.

Конечная температура $-200\ ^{\circ}C$ находится ниже температур конденсации обоих основных компонентов воздуха. В процессе охлаждения сначала при $-183\ ^{\circ}C$ сконденсируется кислород, а затем, при дальнейшем понижении температуры до $-196\ ^{\circ}C$, сконденсируется и азот. Так как $ -200\ ^{\circ}C < -183\ ^{\circ}C $ и $ -200\ ^{\circ}C < -196\ ^{\circ}C $, оба газа перейдут в жидкое состояние.
Ответ: И кислород, и азот перейдут в жидкое состояние. Весь воздух превратится в жидкость (жидкий воздух).