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115分科測驗化學 第28題 詳解

相圖・等壓升溫曲線 · 單選 · 題目出處：115 學年度分科測驗 化學考科（大學入學考試中心）

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題目
（26-28 題為題組）圖11為某純物質的相圖。圖12則為一個用來研究此物質的相變所使用的裝置示意圖，其中具有可上下移動的活塞，另有固定的卡榫可限制阻擋活塞再向上移動。活塞上方承受的外界壓力為 PextP_{ext}。

若使用圖13中移除卡榫的裝置，保持外壓固定，自圖11的 z 點升溫至 t 點。假設此物質在氣相遵守理想氣體行為，則此活塞內物質的總體積與溫度變化曲線圖，為下列何者？（五個選項皆為體積對溫度的曲線圖，如圖）
上半部由左至右為圖11、圖12、圖13。圖11：壓力（atm）對溫度（K）的相圖，左上為固體區、中上為液體區、右下為氣體區；液-氣共存曲線上標有 x、y 兩點（y 在 x 右上方）；z 點位於左側低壓處（在三相點壓力之下的固體區內），一條水平虛線從 z 向右延伸到氣體區內的 t 點——即等壓升溫路徑 z→t 只會穿過固-氣（昇華）曲線一次，不經過液體區。圖12：直立圓筒容器，上方標示外壓=Pext，筒壁上緣有固定的卡榫擋住活塞，活塞下方是氣體、底部是液體。圖13：直立圓筒容器（無卡榫），活塞壓在下方的固體上，活塞上方標示壓力 P。下半部為第28題的五個選項（A）～（E），皆為「體積」對「溫度」的曲線，起點 z、終點 t：(A) 固體段先緩慢斜升，接著一段很陡但傾斜（非垂直）的上升，之後直線上升到 t。(B) 固體段平坦，接著陡但傾斜（非垂直）的上升，之後直線上升到 t。(C) 固體段短斜升，垂直跳升後，曲線凹向下（越來越平緩）地彎向 t。(D) 固體段平坦，垂直跳升後，曲線凹向上（越來越陡）地彎向 t。(E) 固體段平坦（體積小且幾乎不變），在昇華溫度處垂直跳升（等溫下體積大幅增加），之後為一條直線上升到 t（等壓下理想氣體 V 與 T 成正比）。
圖11～13 與第28題五個選項

逐步解析

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答案
(E)

關鍵觀念：#相圖判讀 #昇華 #理想氣體

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