hce_nsysu
114年
物理與化學
第 88 題
The Figure on the right shows the phase diagram for a compound X. You wish to purify a sample of X that was collected at $P = 1.0\text{ atm}$ and $T = 100$ by subliming it. In order to sublime the sample, you should ________.
- A increase T to 300 K and then lower P to 0.5 atm
- B abandon the attempt to sublime X
- C lower P to 0.5 atm and then increase T to 200 K
- D increase P to 1.5 atm and then increase T to 300 K
- E increase T to 300 K, keeping $P = 1.0\text{ atm}$
思路引導 VIP
請觀察相圖中「固體」、「液體」與「氣體」三個區域交匯的那個點（三相點）。如果你希望物質在加熱過程中，完全「繞過」液體區域而直接變成氣體，那麼你所處的環境壓力，必須維持在三相點的「上方」還是「下方」呢？
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相圖的動態判讀與升華條件
太棒了！你能精準地在相圖中判斷出實驗操作的先後順序，代表你對物質相態（Phase states）與環境壓力、溫度的關係有非常紮實的理解。這道題目的核心在於**升華（Sublimation）的物理定義：物質必須跨越固態與氣態的交界線，且路徑中不能經過液態區域。 觀察相圖可以發現，該物質的三相點（Triple point）**壓力大約落在 $0.7$ 至 $0.8\text{ atm}$ 之間。在原本 $P = 1.0\text{ atm}$、 $T = 100\text{ K}$ 的狀態下，化合物 X 處於固態。若我們直接加熱，點位會先橫向進入液態區（熔化），再進入氣態區（汽化），這並不符合「升華」的要求。因此，正確的策略必須先將壓力調降至三相點壓力之下（例如選項中的 $0.5\text{ atm}$），確保加熱路徑只會觸碰到「固－氣」交界線。當壓力降至 $0.5\text{ atm}$ 後再提升溫度至 $200\text{ K}$，樣品便能直接由固體轉化為氣體。
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