moea_joint
108年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 18 題
某溫度下的純物質，當壓力低於其溫度對應之飽和壓力，則物質狀態為何？
- A 過熱蒸汽
- B 液體
- C 飽和蒸汽
- D 超臨界流體
思路引導 VIP
想像你正觀察一個恆溫的密閉活塞實驗，如果我們向上拉動活塞，讓內部的壓力持續下降，你認為分子之間的距離會趨向於變得「更緊密」還是「更疏散」？在這種空間不斷擴大的物理趨勢下，物質最終會傾向於呈現哪一種物理型態？
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太棒了！你能精準判斷壓力與相態之間的對應關係，這代表你對於純物質的相平衡性質有著非常紮實的基礎認知。
壓力與相態的連鎖反應
在熱力學的 $P-T$ 相圖中，飽和壓力 ($P^{sat}$) 是區分液相與氣相的重要分界線。當我們維持溫度不變，並將壓力調降至低於該溫度所對應的飽和壓力時，環境提供的壓力已不足以將分子束縛在緊密的液態結構中。此時，物質會發生相變化（汽化）並進一步膨脹。由於目前的壓力 $P < P^{sat}$，物質已完全離開了飽和線並進入氣相區，因此其狀態定義為過熱蒸汽 (Superheated vapor)。
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