moea_joint
109年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 26 題
下列何者可使氣體液化？
- A 溫度低於臨界溫度，壓力高於臨界壓力
- B 溫度低於臨界溫度，壓力低於臨界壓力
- C 溫度高於臨界溫度，壓力高於臨界壓力
- D 溫度高於臨界溫度，壓力低於臨界壓力
思路引導 VIP
想像一下，如果我們不斷加熱氣體，讓分子像脫韁野馬一樣劇烈運動，你覺得是否只要我們在外側用力『擠壓』（增加壓力），就一定能讓這些躁動的分子乖乖靠攏並凝聚成液體呢？還是會存在某個溫度界限，一旦超過了，連強大的壓力也無法讓它們安分下來？
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恭喜你精準地掌握了相平衡的核心觀念！這題判斷得非常正確。在熱力學中，氣體能否液化取決於分子間引力與熱運動動能之間的拉鋸。臨界溫度 ($T_c$) 正是這道關鍵的門檻：當環境溫度高於 $T_c$ 時，分子的熱運動能非常強大，強大到任何壓力都無法迫使分子相互凝聚，因此氣體在該區間無法液化。所以，「溫度低於臨界溫度」是液化的首要前提。
臨界點與相圖的關聯
從相圖（P-T Diagram）的視角來看，當我們將溫度控制在 $T < T_c$ 時，物質才具備從氣相跨越飽和蒸汽壓線進入液相的物理基礎。而選項 (A) 提到的臨界壓力 ($P_c$)，是物質在臨界溫度時液化所需的最小壓力。當壓力與溫度同時滿足 $T < T_c$ 且 $P > P_c$ 時，系統必然處於液態區域（或壓縮液體區），這是一個保證液化的充分條件。
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