W zadaniu korzysta się z wykresu fazowego wody, czyli diagramu pokazującego, jaka faza (lód, ciecz, para/gaz) jest termodynamicznie stabilna w zależności od temperatury i ciśnienia.
Krok 1: Odczytaj wartości z treści: temperatura 10°C oraz ciśnienie 100 bar.
Krok 2: Na osiach wykresu znajdź 10°C (oś temperatury) i 100 bar (oś ciśnienia), a następnie wyznacz punkt przecięcia.
Krok 3: Sprawdź, w jakim polu (obszarze fazowym) leży punkt. To pole odpowiada stanowi skupienia.
Odpowiedź "Ciecz." wynika z tego, że przy temperaturze dodatniej, bliskiej warunkom otoczenia, a jednocześnie przy bardzo wysokim ciśnieniu (100 bar), woda nie przechodzi w gaz – wysokie ciśnienie sprzyja utrzymaniu fazy skondensowanej. W typowym diagramie p–T punkt (10°C, 100 bar) znajduje się w obszarze cieczy.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują:
- "Lód." – aby woda była lodem, punkt musi wypaść w obszarze fazy stałej; sama niska w porównaniu do wrzenia temperatura 10°C nie oznacza zamarznięcia.
- "Gaz." – faza gazowa pojawia się dla wyższych temperatur lub odpowiednio niższych ciśnień; przy 100 bar przejście w parę jest utrudnione.
- "Sublimat" – sublimacja dotyczy bezpośredniego przejścia stałe↔gaz w warunkach odpowiednich dla równowagi tych faz; dla 10°C i 100 bar nie jest to właściwy opis fazy wody.
Wskazówka egzaminacyjna: najczęstszy błąd to ocenianie stanu skupienia wyłącznie "na czuja" po temperaturze. W zadaniach z wykresem zawsze wyznaczaj punkt (T,p) i dopiero potem odczytuj obszar fazowy.
