Wykres fazowy wody pokazuje, w jakim stanie skupienia znajduje się woda dla danej temperatury i ciśnienia. Kluczowe jest, że granica między cieczą a parą (krzywa równowagi ciecz–para) przesuwa się wraz z ciśnieniem: im wyższe ciśnienie, tym wyższa temperatura wrzenia.
Dla T = 373 K (około 100°C) wielu uczniów automatycznie kojarzy wodę z wrzeniem, ale to skojarzenie dotyczy warunków bliskich ciśnieniu atmosferycznemu. Przy p = 100 bar woda nie musi wrzeć w 373 K, bo aby pojawiła się faza pary w równowadze z cieczą, potrzebna jest znacznie wyższa temperatura. Na diagramie T–p punkt o tak wysokim ciśnieniu i umiarkowanej temperaturze znajduje się więc po stronie cieczy (w praktyce: cieczy sprężonej/subchłodzonej).
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?
- "Pary." – para występuje po przekroczeniu krzywej ciecz–para (lub przy odpowiednio wysokiej temperaturze dla danego ciśnienia). W 373 K przy 100 bar jest zbyt "zimno", aby woda była parą nasyconą; na wykresie ten punkt pozostaje w obszarze cieczy.
- "Sublimatu." – sublimacja to przejście ze stanu stałego do gazowego. Warunki 373 K i 100 bar nie odpowiadają obszarowi, gdzie rozważa się sublimację lodu; dotyczą wysokich temperatur, a nie obszaru stałego.
- "Ciała stałego." – stan stały wody (lód) występuje przy znacznie niższych temperaturach; 373 K jest daleko powyżej temperatur typowych dla fazy stałej, więc na wykresie nie będzie to obszar lodu.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze czytaj obie współrzędne punktu (T i p) i dopiero potem sprawdzaj, w którym obszarze diagramu leży punkt. Najczęstszy błąd to przeniesienie "100°C = para" z warunków 1 bar na wysokie ciśnienia.
