police_4th_general
109年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 24 題
二氧化碳的三相圖如下，關於二氧化碳的敘述，下列何者錯誤？
- A 二氧化碳的臨界點在 100 bar，300 K 附近
- B 在一大氣壓下，二氧化碳的熔點低於 200 K
- C 在 100 bar，250 K 的條件下，二氧化碳為液體
- D 在 10 bar，300 K 的條件下，二氧化碳為氣體
思路引導 VIP
請你觀察圖中壓力為「1 bar」的那條水平線，當我們沿著這條線從低溫（左側）向高溫（右側）移動時，物質的狀態會如何轉變？這條路徑是否會經過圖中標示為「液相」的區塊呢？
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恭喜你答對了！這題考查的是對**相圖（Phase Diagram）**的判讀與應用能力，你能精準辨識出各點位的相態特徵並找出敘述中的瑕疵，表現非常出色。二氧化碳（$CO_2$）在自然界中以「乾冰」昇華的特性著稱，這項特點在圖表左下方的壓力配置中清晰可見。
三相點與昇華特性
觀察圖表可以發現，$CO_2$ 的**三相點（Triple Point）**壓力明顯高於 1 bar（約在 5.11 bar 附近）。這意味著在我們生活的 **1 大氣壓（約 1 bar）**環境下，隨著溫度從 200 K 以下升高，固體 $CO_2$ 會直接跨越邊界進入氣相，這稱為「昇華」。在這種低壓環境下，物質並不會經過液態，因此在 1 bar 下並不存在所謂的「熔點」。選項 (B) 的敘述在物理概念上忽略了該壓力下無法維持液態的事實。
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二氧化碳三相圖判讀
💡 利用溫度與壓力座標定位，判斷物質的固、液、氣相態。
- 三相點為固液氣共存，臨界點後無液氣區別
- CO2三相點高於常壓，故常壓下直接昇華無液態
- 由座標軸數值垂直投影，交點落點即為該相態
- 注意座標軸刻度，若為對數尺度需精確估算數值
