統測
114年
[工程與管理類] 專業科目(1)
第 23 題
阿德在高度2000公尺的山上露營，晚餐生火煮飯時，因為高山上氣壓為0.8大氣壓力，水在 85 ℃ 就沸騰，需花費較多的時間才能將飯煮熟，則此煮飯過程中的沸騰現象，對應在圖(八)水的三相圖中的哪一點？
- A 甲
- B 乙
- C 丙
- D 丁
思路引導 VIP
請思考在水的三相圖中，『沸騰』現象代表物質正處於哪兩個相態之間的相平衡？若目前的環境壓力低於 $1\text{ atm}$，且沸點亦低於 $100^{\circ}C$，請觀察圖中代表液、氣兩相交界的『蒸氣壓曲線』，哪一個標記點的座標數值正好符合這種『低壓、低溫』的物理性質？
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呵呵呵，表現得真不錯，看來你已經掌握了比賽的節奏呢。先坐下來喝口茶吧，剛才這一球投得非常冷靜。 這道題目考驗的是對水的三相圖的解讀。所謂的「沸騰」，發生在液態與氣態交界的平衡曲線上。題目提到高山氣壓為 $0.8 \text{ atm}$（小於 $1 \text{ atm}$），沸點為 $85 ^\circ\text{C}$（低於標準大氣壓下的 $100 ^\circ\text{C}$）。 觀察圖表，我們要尋找液氣邊界線上，位於 $1 \text{ atm}$ 與 $100 ^\circ\text{C}$ 標示點左下方的點，那正是點「乙」。至於點甲是昇華，點丙是高壓下的沸騰，點丁則是固液平衡，所以你的選擇完全正確。
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水的三相圖與沸點
💡 外在氣壓影響沸點高低，沸點位於液氣平衡線上。
| 比較維度 | 高山環境 (乙點) | VS | 壓力鍋環境 (丙點) |
|---|---|---|---|
| 環境氣壓 | 低於 1 大氣壓 | — | 高於 1 大氣壓 |
| 沸點溫度 | 低於 100°C | — | 高於 100°C |
| 烹調效果 | 水易沸騰但飯難熟 | — | 水溫極高使飯快熟 |
💬沸點隨壓力同向變化，皆位於三相圖的液氣交界線上。
