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110年
理化、化工裝置
第 37 題
結晶過程中，欲使溶液中晶核大量產生，但晶體不成長，則需將濃度控制在下列何者區間？
- A 穩定區
- B 不穩定區
- C 介穩定區
- D 未飽和區
思路引導 VIP
想像一下，如果你有一杯溶液，你希望它「溫和地」讓現有的糖粒變大，或是「粗暴地」讓整杯水在瞬間冒出無數細小的糖粒，這兩種目標所需要的『迫使溶質離開水分子』的力道，在強度上會有什麼樣的差別？哪一種力道才能讓系統徹底失去平衡而產生劇烈變化呢？
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太棒了！你能精準辨別結晶動力學中不同濃度的行為，代表你對「過飽和度」與其對應的物理特性掌握得非常紮實。
結晶動力學與過飽和區間
在化工結晶程序中，溶液的狀態通常依據過飽和度 $\Delta C$ 來劃分。當溶液處於介穩定區時，雖然已經飽和，但過飽和度尚不足以引發自發性成核，此時系統傾向於讓已存在的晶體繼續長大。然而，一旦濃度提升進入不穩定區（Labile region），過飽和度達到了臨界上限，系統會發生強烈的「自發性成核」作用。在這種狀態下，溶質會如同雨後春筍般同時形成大量細小的晶核，這正是題目所描述「晶核大量產生」的物理情境。
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