Номер 7, страница 66 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

Глава 1. От атома до вещества. §9. Газы, жидкости и твёрдые вещества. Вопросы и задания - номер 7, страница 66.

Условие.

7. Найдите данные о температуре и давлении на поверхности Венеры и Марса. В каких агрегатных состояниях может находиться вода на этих планетах?

Решение.

Решение 2.

Венера

Средняя температура на поверхности Венеры составляет около $462 \text{ °C}$ (что равно $735 \text{ K}$). Атмосферное давление чрезвычайно высокое — примерно $92$ земные атмосферы, что соответствует давлению около $9,3 \text{ МПа}$ или $9,3 \times 10^6 \text{ Па}$.

Для определения возможного агрегатного состояния воды нужно обратиться к её фазовой диаграмме. Ключевым параметром является критическая точка воды, которая достигается при температуре $374 \text{ °C}$ и давлении $22,1 \text{ МПа}$. Выше критической температуры вещество не может существовать в жидком или газообразном состоянии в привычном понимании, а переходит в особое состояние, называемое сверхкритической жидкостью.

Поскольку температура на поверхности Венеры ($462 \text{ °C}$) значительно превышает критическую температуру воды ($374 \text{ °C}$), любая вода на её поверхности будет находиться в состоянии сверхкритической жидкости. Это состояние характеризуется свойствами как газа (способность расширяться и заполнять весь доступный объём), так и жидкости (высокая плотность).

Ответ: На поверхности Венеры вода может находиться только в состоянии сверхкритической жидкости.

Марс

Условия на поверхности Марса очень суровые и переменчивые. Средняя температура составляет около $-63 \text{ °C}$ ($210 \text{ K}$), но она может колебаться в широком диапазоне: от $-143 \text{ °C}$ на полюсах зимой до $+35 \text{ °C}$ в летний день на экваторе. Атмосферное давление очень низкое — в среднем около $600 \text{ Па}$ (или $0,006$ земной атмосферы).

Давление на Марсе является определяющим фактором для состояния воды. Среднее давление ($600 \text{ Па}$) находится ниже давления тройной точки воды, которая составляет $611,657 \text{ Па}$ при температуре $0,01 \text{ °C}$. Тройная точка — это условие, при котором вещество может одновременно существовать в трёх состояниях: твёрдом, жидком и газообразном.

Поскольку давление на большей части поверхности Марса ниже тройной точки, жидкая вода там нестабильна. При нагревании лёд не тает, а сразу переходит в газообразное состояние — этот процесс называется сублимацией. Таким образом, вода на Марсе может существовать в следующих агрегатных состояниях:

• Твёрдое состояние (лёд): Вода в основном находится в виде льда в полярных шапках и в вечной мерзлоте под поверхностью планеты, где температура всегда значительно ниже $0 \text{ °C}$.
• Газообразное состояние (водяной пар): При повышении температуры (например, в летний период) лёд на поверхности сублимирует, и вода переходит в атмосферу в виде пара.

Теоретически, в самых низких точках Марса (например, на дне ударного кратера Эллада) давление может превышать значение тройной точки, и при температуре выше $0 \text{ °C}$ жидкая вода могла бы существовать кратковременно, но она бы очень быстро испарилась (закипела) или замёрзла.

Ответ: На поверхности Марса вода может находиться в твёрдом (лёд) и газообразном (водяной пар) состояниях. Стабильное существование жидкой воды на поверхности невозможно из-за крайне низкого атмосферного давления.