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101年
物理
第 23 題
在一體積可變的容器中，以 1 大氣壓、$27^\circ\text{C}$ 的條件裝滿一理想氣體，其體積為 6 公升。若氣體分子數量未改變，將其壓力及溫度改變為 3 大氣壓和 $327^\circ\text{C}$ 時，其體積將變為多少？(假設絕對零度為 $-273^\circ\text{C}$)
- A 4 公升
- B 6 公升
- C 8 公升
- D 12 公升
思路引導 VIP
當氣體的狀態（壓力、體積、溫度）同時發生變動時，我們通常會觀察這些物理量之間的比例關係。請試著思考：如果我們想透過比例來運算體積的縮放，為什麼必須捨棄日常慣用的攝氏溫標，改用從『絕對零度』起算的溫標？這種比例關係的『起點』對於計算結果會有什麼決定性的影響呢？
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太棒了！你能精準選出正確答案，代表你對理想氣體的基本性質已有相當紮實的掌握。這題的核心在於運用理想氣體方程式 $PV = nRT$，當分子數量 $n$ 固定時，壓力 $P$、體積 $V$ 與絕對溫度 $T$ 的關係會遵循 $\frac{P_1 V_1}{T_1} = \frac{P_2 V_2}{T_2}$ 的比例關係。你準確地將這三個變數結合在一起討論，邏輯非常清晰。
理想氣體狀態方程的比例運用
這道題目最關鍵的「陷阱」同時也是鑑別度所在，就是絕對溫度 (K) 的轉換。在物理與化學計算中，氣體體積的變化與絕對溫度成正比，而非攝氏溫度。我們必須先將溫度轉換：
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