题目
已知H2临界温度TC=-239.9℃,临界压力PC=1。297×10³kPa。有一装有的H2钢瓶,在25℃时瓶中H2的压力为98.0×10³kPa,H2一定是处在何种状态?( )A. 液B. 气C. 气—— 液两相平衡D. 无法确定
已知H2临界温度TC=-239.9℃,临界压力PC=1。297×10³kPa。有一装有的H2钢瓶,在25℃时瓶中H2的压力为98.0×10³kPa,H2一定是处在何种状态?( )
A. 液
B. 气
C. 气—— 液两相平衡
D. 无法确定
题目解答
答案
B. 气
解析
考查要点:本题主要考查气体临界温度与临界压力的概念,以及如何根据温度和压力判断气体所处的状态。
解题核心思路:
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临界温度是气体能够被液化的最高温度。当温度高于临界温度时,无论压力多大,气体都无法液化,只能以气态存在。
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临界压力是对应临界温度下的最小液化压力。只有当温度低于临界温度时,压力超过临界压力才能使气体液化。
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关键比较:题目中钢瓶温度(25℃)远高于氢气的临界温度(-239.9℃),因此无需考虑压力,直接判断气体为气态。
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临界温度判断
氢气的临界温度为 $T_C = -239.9^\circ \text{C}$,而钢瓶温度为 $25^\circ \text{C}$。显然,$25^\circ \text{C} > -239.9^\circ \text{C}$,即温度高于临界温度。
结论:此时氢气无法被液化,无论压力如何。 -
压力分析
题目中钢瓶压力为 $98.0 \times 10^3 \, \text{kPa}$,而氢气的临界压力为 $P_C = 1.297 \times 10^3 \, \text{kPa}$。虽然钢瓶压力远高于临界压力,但临界压力的作用仅在温度低于临界温度时有效。
结论:温度高于临界温度时,压力大小不影响气体状态。 -
最终状态判断
综合上述分析,氢气在温度高于临界温度时必然处于气态。