Question

lee la pregunta y elige la mejor respuesta.

cuando el dióxido de carbono (co₂) se encuentra en estado sólido, se llama hielo seco. a diferencia del hielo común, que es el estado sólido del agua, el hielo seco no se derrite en un líquido a temperatura ambiente y presión atmosférica estándar. la temperatura ambiente es 20 °c y la presión estándar es 1 atmósfera (atm). en cambio, pasa directamente a una fase gaseosa, como se indica en el diagrama de fases. la niebla que emana de un bloque de hielo seco es, en realidad, vapor de agua que se condensó alrededor del gas co₂ frío que emana.

diagrama de fases del co₂
chart with pressure (atm) on y - axis, temperature (°c) on x - axis, showing solid, liquid, gaseous phases, and sublimation point at - 78.5 °c and 1 atm

1. ¿qué conclusión es respaldada por la información que se presenta?

a. el hielo seco se evapora en vapor de agua.
b. el hielo seco se sublima a temperatura ambiente y presión estándar.
c. el hielo seco experimenta un cambio químico para convertirse en niebla.
d. el hielo seco se derrite a temperatura ambiente y presión estándar.

1. ¿a qué combinación de presión atmosférica y temperatura el dióxido de carbono es líquido?

a. 0.1 atm y - 100 °c
b. 1 atm y - 80 °c
c. 10 atm y - 60 °c
d. 100 atm y - 20 °c

Explanation:

Question 23

• Option A: El hielo seco es $CO_2$ sólido; la niebla es vapor de agua condensado, no que el $CO_2$ se evapore en agua. Incorrecto.
• Option B: Según el texto, el hielo seco ( $CO_2$ sólido) no se derrite a temperatura ambiente ( $20^\circ C$) y presión estándar (1 atm), sino que pasa directamente a gas (sublimación). El diagrama de fases también muestra que a 1 atm y temperaturas arriba de $-78.5^\circ C$ (como $20^\circ C$), $CO_2$ es gaseoso, lo que indica sublimación del sólido. Correcto.
• Option C: El cambio de sólido a gas es físico (sublimación), no químico. La niebla es condensación de vapor de agua, no cambio químico del $CO_2$. Incorrecto.
• Option D: El texto dice que el hielo seco no se derrite a temperatura ambiente y presión estándar. Incorrecto.

Analizamos el diagrama de fases del $CO_2$:

• Option A: 0.1 atm y $-100^\circ C$: En el diagrama, a 0.1 atm y $-100^\circ C$, $CO_2$ está en fase sólida (debajo de la línea de sublimación y fusión). Incorrecto.
• Option B: 1 atm y $-80^\circ C$: En el diagrama, a 1 atm y $-80^\circ C$, $CO_2$ está en fase sólida (punto de sublimación es $-78.5^\circ C$ a 1 atm; por debajo, es sólido). Incorrecto.
• Option C: 10 atm y $-60^\circ C$: En el diagrama, la región de $CO_2$ líquido está arriba de la línea de fusión. A 10 atm y $-60^\circ C$, revisando la gráfica, está en la región de líquido? No, la intersección de las líneas es alrededor de ~ -50°C y ~5 atm? Wait, el diagrama tiene ejes: presión (atm) en Y, temperatura (°C) en X. La línea entre sólido y líquido, y líquido y gaseoso. A 10 atm y $-60^\circ C$: la línea de líquido - sólido: a -60°C, la presión para líquido sería más alta? Wait, el diagrama muestra que la fase líquida de $CO_2$ requiere presiones altas. Vamos a revisar las opciones:
• Option D: 100 atm y $-20^\circ C$: En el diagrama, a 100 atm (en el eje Y, 100 está entre 10 y 10,000) y $-20^\circ C$ (en X), la región de $CO_2$ líquido es donde la presión es alta y temperatura entre ~ -50 y 40°C. 100 atm y $-20^\circ C$ cae en la región de $CO_2$ líquido. Correcto. Wait, quizás me equivoqué con C. Vamos a re - examinar:

El diagrama de fases de $CO_2$: la línea que separa sólido y líquido, y líquido y gaseoso. El punto de triple es donde las tres fases se encuentran. A presión mayor a la del punto de triple, $CO_2$ puede ser líquido. El punto de sublimación es a 1 atm y $-78.5^\circ C$.

• Option A: 0.1 atm, $-100^\circ C$: Sólido (debajo de la línea de sublimación).
• Option B: 1 atm, $-80^\circ C$: Sólido (por debajo del punto de sublimación, que es $-78.5^\circ C$ a 1 atm).
• Option C: 10 atm, $-60^\circ C$: Vamos a ver la línea de líquido - sólido. En el diagrama, la línea entre sólido y líquido sube de izquierda a derecha. A $-60^\circ C$, la presión para ser líquido sería más de 10 atm? O la línea de líquido - gaseoso? Wait, el diagrama tiene:
• Sólido: arriba - izquierda.
• Líquido: arriba - derecha.
• Gaseoso: abajo - derecha.

La línea entre sólido y líquido: de la intersección (punto de triple) hacia arriba - izquierda? No, la gráfica muestra que la línea entre sólido y líquido (la que va de la intersección hacia la parte superior izquierda) y la línea entre líquido y gaseoso (hacia la parte superior derecha).

A 10 atm y $-60^\circ C$: está en la región de sólido? O líquido? Wait, la opción D es 100 atm y $-20^\circ C$. En el eje Y, 100 atm está en la región de líquido (porque la línea de líquido - gaseoso está entre ~10 y 10,000 atm en la parte superior derecha). A $-20^\circ C$, que está en el eje X entre -40 y 0, y con 100 atm, está en la región de líquido.

Otra forma: el $CO_2$ líquido existe a presiones mayores a ~5.11 atm (punto de triple) y temperaturas entre el punto de fusión y ebullición. A 100 atm y $-20^\circ C$, que es mayor a 5.11 atm y la temperatura está entre el rango donde puede ser líquido.

• Option C: 10 atm y $-60^\circ C$: 10 atm es mayor a 5.11 atm, pero $-60^\circ C$: ¿está por debajo del punto de fusión? El punto de fusión a 10 atm: según la gráfica, la línea de fusión (sólido - líquido) en el diagrama, a $-60^\circ C$, la presión para ser líquido sería más de 10 atm? O no.

Wait, la pregunta es cuál combinación es líquido. Vamos a revisar las opciones:

• A: 0.1 atm, -100°C: Sólido (debajo de la línea de sublimación, que es a 1 atm, -78.5°C; a menor…

Answer:

B. El hielo seco se sublima a temperatura ambiente y presión estándar.

Question 24