{"id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad/2","paper_id":"chemia-2019-maj-matura-rozszerzona","number":"2","points":1,"ptype":"true_false","subject":"chemia","category":"matura","year":2019,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 2. (0-1)\nPoniższy diagram fazowy tlenku węgla(IV) przedstawia wartości temperatury i ciśnienia,\nw których CO2 występuje w różnych fazach: w stanie stałym, ciekłym lub gazowym. Linie\nciągłe określają warunki temperatury i ciśnienia, w których istnieje trwała równowaga między\ndwiema fazami. W punkcie oznaczonym symbolem P3 (T = 216 K i p = 5100 hPa) CO2\nwystępuje w trzech fazach znajdujących się w stanie równowagi.\nNa podstawie: K. Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia fizyczna. Podstawy fenomenologiczne, Warszawa 2007.\nOceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest\nprawdziwa, albo F - jeśli jest fałszywa.\n1. Pod ciśnieniem wyższym od 5100 hPa tlenek węgla(IV) nie występuje\nw ciekłym stanie skupienia.\nP\nF\n2. W temperaturze 195 K i pod ciśnieniem 1013 hPa stały tlenek węgla(IV)\nmoże ulegać sublimacji.\nP\nF\n3. Zmianę wartości temperatury topnienia tlenku węgla(IV) w zależności od\nciśnienia ilustruje krzywa oznaczona numerem 2.\nP\nF\n3\nstały\nCO2\nciekły\nCO2\ngazowy\nCO2\nP3\n1\n2\n1013 hPa\n195 K\np\nT\nMCH_1R","answer":null,"answer_text":"Zadanie 2. (0-1)\nI. Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIII etap edukacyjny\n1. Substancje i ich właściwości. Zdający:\n1.3) […] tłumaczy, na czym polega zjawisko […] zmiany\nstanu skupienia […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wskazanie trzech odpowiedzi.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\n1. - F, 2. - P, 3. - F","solution":"## Poprawna odpowiedz\n\n**1. F 2. P 3. F**\n\nPunkt potrojny P3: \\(T = 216\\ \\text{K}\\), \\(p = 5100\\ \\text{hPa}\\). Cisnienie normalne \\(p_0 = 1013\\ \\text{hPa} < p_{P3}\\), wiec ponizej P3 \\(\\ce{CO2}\\) nie ma fazy cieklej i suchy lod sublimuje. Na diagramie z arkusza krzywa nr 2 to krzywa **sublimacji** (granica cialo stale/gaz), a topnienie (granice cialo stale/ciecz, wychodzaca z P3 ku wyzszym cisnieniom) ilustruje **inna** krzywa - dlatego stwierdzenie 3 jest falszywe.\n\n## Sposob 1 - Ocena kazdego stwierdzenia z diagramu fazowego\n\n**Stwierdzenie 1:** *\"Pod cisnieniem wyzszym od 5100 hPa tlenek wegla(IV) nie wystepuje w cieklym stanie skupienia.\"* -> **F (falsz)**\n\nFaza ciekla \\(\\ce{CO2}\\) istnieje WLASNIE przy cisnieniach **wyzszych** niz cisnienie punktu potrojnego (\\(p > 5100\\ \\text{hPa}\\)) - obszar cieczy lezy powyzej P3, az do punktu krytycznego. Stwierdzenie jest wiec falszywe: dopiero powyzej 5100 hPa ciekly \\(\\ce{CO2}\\) w ogole moze istniec.\n\n**Stwierdzenie 2:** *\"W temperaturze 195 K i pod cisnieniem 1013 hPa staly tlenek wegla(IV) moze ulegac sublimacji.\"* -> **P (prawda)**\n\nPunkt \\((T = 195\\ \\text{K},\\ p = 1013\\ \\text{hPa})\\) lezy **ponizej** cisnienia punktu potrojnego (\\(1013\\ \\text{hPa} < 5100\\ \\text{hPa}\\)). W tym zakresie cisnien faza ciekla nie istnieje - granica cialo stale/gaz to krzywa sublimacji. Ogrzewany przy \\(p_0\\) suchy lod przechodzi bezposrednio ze stanu stalego w gaz, czyli **sublimuje**.\n\n**Stwierdzenie 3:** *\"Zmiane wartosci temperatury topnienia tlenku wegla(IV) w zaleznosci od cisnienia ilustruje krzywa oznaczona numerem 2.\"* -> **F (falsz)**\n\nZgodnie z kluczem CKE to stwierdzenie jest **falszywe**. Na diagramie zamieszczonym w arkuszu numer **2** przypisany jest krzywej **sublimacji** (granica cialo stale/gaz, biegnaca ponizej punktu potrojnego), a nie krzywej topnienia. Topnienie (przejscie cialo stale -> ciecz) opisuje inna krzywa - ta, ktora wychodzi z punktu potrojnego P3 stromo ku wyzszym cisnieniom. Skoro krzywa nr 2 nie jest krzywa topnienia, przypisanie jej zmiany temperatury topnienia jest bledne.\n\n## Sposob 2 - Weryfikacja przez polozenie linii \\(p = 1013\\ \\text{hPa}\\)\n\nPoprowadzmy na diagramie pozioma linie cisnienia normalnego \\(p_0 = 1013\\ \\text{hPa}\\). Poniewaz \\(p_0 = 1013\\ \\text{hPa} \\ll p_{P3} = 5100\\ \\text{hPa}\\), linia ta przebiega **ponizej** punktu potrojnego i przecina jedynie krzywa sublimacji. Oznacza to:\n\n- przy \\(p_0\\) \\(\\ce{CO2}\\) przechodzi tylko stale -> gaz (sublimacja) - potwierdza **stwierdzenie 2 = P**;\n- aby uzyskac ciecz, trzeba zwiekszyc cisnienie powyzej \\(p_{P3}\\) - co obala **stwierdzenie 1** (ciecz istnieje dopiero powyzej 5100 hPa) -> **F**;\n- numeracja krzywych na diagramie z arkusza przypisuje topnieniu krzywa INNA niz nr 2 (nr 2 to sublimacja), wiec **stwierdzenie 3 = F**.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**1 pkt** - za poprawne wskazanie trzech odpowiedzi.\n**0 pkt** - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\n\nKlucz CKE: **1 - F, 2 - P, 3 - F**.\n\n## Typowe pulapki\n\n> [!] **Uwaga:** Nie myl punktu **potrojnego** (P3 - trzy fazy w rownowadze) z punktem **krytycznym** (koniec krzywej parowania). Dla \\(\\ce{CO2}\\) punkt krytyczny lezy przy \\(T \\approx 304\\ \\text{K}\\), \\(p \\approx 73\\,900\\ \\text{hPa}\\).\n\n> [!] **Uwaga:** Przypisanie numeru krzywej zawsze sprawdzaj na KONKRETNYM diagramie z arkusza - kolejnosc numeracji moze byc inna niz intuicyjna. W tym arkuszu krzywa nr 2 to sublimacja, dlatego stwierdzenie o temperaturze topnienia ilustrowanej krzywa 2 jest falszywe.\n\n> [!] **Uwaga:** \\(\\ce{CO2}\\) jest szczegolny - przy cisnieniu atmosferycznym ciekly \\(\\ce{CO2}\\) nie powstaje, bo \\(p_0 < p_{P3}\\). Stad suchy lod **sublimuje**, a nie topnieje.","image":"img/chemia-2019-maj-matura-rozszerzona/zad-2.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":2,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2019 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 2. (0-1)
Poniższy diagram fazowy tlenku węgla(IV) przedstawia wartości temperatury i ciśnienia,
w których CO2 występuje w różnych fazach: w stanie stałym, ciekłym lub gazowym. Linie
ciągłe określają warunki temperatury i ciśnienia, w których istnieje trwała równowaga między
dwiema fazami. W punkcie oznaczonym symbolem P3 (T = 216 K i p = 5100 hPa) CO2
występuje w trzech fazach znajdujących się w stanie równowagi.
Na podstawie: K. Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia fizyczna. Podstawy fenomenologiczne, Warszawa 2007.
Oceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest
prawdziwa, albo F - jeśli jest fałszywa.

\n
  1. Pod ciśnieniem wyższym od 5100 hPa tlenek węgla(IV) nie występuje
\n

w ciekłym stanie skupienia.
P
F

\n
  1. W temperaturze 195 K i pod ciśnieniem 1013 hPa stały tlenek węgla(IV)
\n

może ulegać sublimacji.
P
F

\n
  1. Zmianę wartości temperatury topnienia tlenku węgla(IV) w zależności od
\n

ciśnienia ilustruje krzywa oznaczona numerem 2.
P
F
3
stały
CO2
ciekły
CO2
gazowy
CO2
P3
1
2
1013 hPa
195 K
p
T
MCH_1R

","answer_text_html":"

Zadanie 2. (0-1)
I. Wykorzystanie
i tworzenie informacji.
III etap edukacyjny

\n
  1. Substancje i ich właściwości. Zdający:
\n

1.3) […] tłumaczy, na czym polega zjawisko […] zmiany
stanu skupienia […].
Schemat punktowania
1 p. - za poprawne wskazanie trzech odpowiedzi.
0 p. - za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź

\n
  1. - F, 2. - P, 3. - F
","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"

Poprawna odpowiedz

\n

1. F 2. P 3. F

\n

Punkt potrojny P3: T=216 K, p=5100 hPa. Cisnienie normalne p0=1013 hPa<pP3, wiec ponizej P3 \\ceCO2 nie ma fazy cieklej i suchy lod sublimuje. Na diagramie z arkusza krzywa nr 2 to krzywa sublimacji (granica cialo stale/gaz), a topnienie (granice cialo stale/ciecz, wychodzaca z P3 ku wyzszym cisnieniom) ilustruje inna krzywa - dlatego stwierdzenie 3 jest falszywe.

\n

Sposob 1 - Ocena kazdego stwierdzenia z diagramu fazowego

\n

Stwierdzenie 1: "Pod cisnieniem wyzszym od 5100 hPa tlenek wegla(IV) nie wystepuje w cieklym stanie skupienia." -> F (falsz)

\n

Faza ciekla \\ceCO2 istnieje WLASNIE przy cisnieniach wyzszych niz cisnienie punktu potrojnego (p>5100 hPa) - obszar cieczy lezy powyzej P3, az do punktu krytycznego. Stwierdzenie jest wiec falszywe: dopiero powyzej 5100 hPa ciekly \\ceCO2 w ogole moze istniec.

\n

Stwierdzenie 2: "W temperaturze 195 K i pod cisnieniem 1013 hPa staly tlenek wegla(IV) moze ulegac sublimacji." -> P (prawda)

\n

Punkt (T=195 K, p=1013 hPa) lezy ponizej cisnienia punktu potrojnego (1013 hPa<5100 hPa). W tym zakresie cisnien faza ciekla nie istnieje - granica cialo stale/gaz to krzywa sublimacji. Ogrzewany przy p0 suchy lod przechodzi bezposrednio ze stanu stalego w gaz, czyli sublimuje.

\n

Stwierdzenie 3: "Zmiane wartosci temperatury topnienia tlenku wegla(IV) w zaleznosci od cisnienia ilustruje krzywa oznaczona numerem 2." -> F (falsz)

\n

Zgodnie z kluczem CKE to stwierdzenie jest falszywe. Na diagramie zamieszczonym w arkuszu numer 2 przypisany jest krzywej sublimacji (granica cialo stale/gaz, biegnaca ponizej punktu potrojnego), a nie krzywej topnienia. Topnienie (przejscie cialo stale -> ciecz) opisuje inna krzywa - ta, ktora wychodzi z punktu potrojnego P3 stromo ku wyzszym cisnieniom. Skoro krzywa nr 2 nie jest krzywa topnienia, przypisanie jej zmiany temperatury topnienia jest bledne.

\n

Sposob 2 - Weryfikacja przez polozenie linii p=1013 hPa

\n

Poprowadzmy na diagramie pozioma linie cisnienia normalnego p0=1013 hPa. Poniewaz p0=1013 hPa≪pP3=5100 hPa, linia ta przebiega ponizej punktu potrojnego i przecina jedynie krzywa sublimacji. Oznacza to:

\n\n

Schemat oceniania CKE

\n

1 pkt - za poprawne wskazanie trzech odpowiedzi.
0 pkt - za odpowiedz niepelna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.

\n

Klucz CKE: 1 - F, 2 - P, 3 - F.

\n

Typowe pulapki

\n
[!] Uwaga: Nie myl punktu potrojnego (P3 - trzy fazy w rownowadze) z punktem krytycznym (koniec krzywej parowania). Dla \\ceCO2 punkt krytyczny lezy przy T≈304 K, p≈73900 hPa.
\n
[!] Uwaga: Przypisanie numeru krzywej zawsze sprawdzaj na KONKRETNYM diagramie z arkusza - kolejnosc numeracji moze byc inna niz intuicyjna. W tym arkuszu krzywa nr 2 to sublimacja, dlatego stwierdzenie o temperaturze topnienia ilustrowanej krzywa 2 jest falszywe.
\n
[!] Uwaga: \\ceCO2 jest szczegolny - przy cisnieniu atmosferycznym ciekly \\ceCO2 nie powstaje, bo p0<pP3. Stad suchy lod sublimuje, a nie topnieje.
"}]}