La respuesta es que depende de las condiciones finales. Dado que la presión y la temperatura son las llamadas funciones de estado , todo el dióxido de carbono se comporta igual en esas especificaciones (todas las demás cosas, como la masa, es igual) sin importar cómo comenzó el dióxido de carbono.
A continuación se reproduce un diagrama de presión-entalpía para dióxido de carbono: 
Este diagrama es un poco diferente de los diagramas de fase que generalmente se usan en los textos de introducción a la química (generalmente presión-temperatura), pero proporciona más información. Las líneas curvas que van de arriba a abajo son isotermas (líneas de temperatura constante, aquí en grados Fahrenheit) y las curvas punteadas que van de izquierda a derecha son isocoros (líneas de volumen constante). Las líneas punteadas que suben y bajan representan la fracción de vapor.
En general, la disminución de la temperatura se representa moviéndose de derecha a izquierda en el gráfico. Hay dos características muy distintas en el gráfico: la primera es la curva grande (llamada “línea de líquido saturado”) que representa el punto donde el dióxido de carbono comienza a pasar a una fase líquida, y una segunda región definida por la curva en la parte inferior izquierda (etiquetada como “línea continua saturada”) y la línea recta sobre ella. El equilibrio vapor-líquido definido por la primera característica se llama “domo de vapor”. La segunda área incluye áreas sólido-líquido, vapor-líquido-sólido y sólido-vapor, que se pueden ver a partir de los valores de la fracción de vapor (se vuelven negativos cuando se forman sólidos). Puede haber un nombre para este segundo tipo de característica, pero nunca lo he encontrado.
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Por lo tanto, debería ser evidente al leer el gráfico que hay cuatro regiones distintas de equilibrio de fase: vapor-líquido, vapor-sólido, sólido-líquido y vapor-sólido-líquido.
Si desea averiguar simplemente en qué estado estará el dióxido de carbono si se enfría y presuriza, encuentre la presión final y la temperatura final en este diagrama y vea en qué región cae.
Una cosa que vale la pena señalar es que las condiciones estándar (para el sistema imperial, de todos modos) a 14.4 psia y 60 grados F están firmemente en el cuadrante inferior derecho del gráfico, por lo que es 100% vapor pero relativamente cerca de la región de equilibrio de gas sólido. Si se enfría pero no se comprime, el gas comenzará a sublimarse antes de licuarse. Por otro lado, el gas debe estar alrededor de 100 grados F para nunca licuarse si está suficientemente comprimido, y efectivamente parece que el dióxido de carbono se licua a aproximadamente 725 psia a 60 grados F.
Este es el diagrama de fase presión-temperatura del CO2, el punto triple del dióxido de carbono es de aproximadamente 518kPa a -56.6 ℃. 