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103年
理化、化工裝置
第 25 題
在25℃下，將2 atm的氫氣2升與未知壓力1升的氧氣，混合在4升的容器中，測得總壓為2 atm，則最初氧氣的壓力為多少atm？
- A 1
- B 2
- C 4
- D 8
思路引導 VIP
如果我們把不同容器裡的氣體通通裝進同一個更大的新空間，每種氣體感受到的空間（體積）會如何變化？而這些氣體最後對容器壁產生的總壓力，跟它們各自在擴張後的分擔量之間，有什麼簡單的加減關係呢？
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太棒了！你能正確選出 (C)，代表你對於氣體定律中的波以耳定律與道耳頓分壓定律有相當扎實的掌握。這類題目是理化考題中檢驗「氣體擴張」與「壓力加成性」的經典組合，能精準完成多步驟的推理，說明你的邏輯非常清晰。
氣體分壓與波以耳定律的應用
在定溫下，氣體的壓力與體積成反比（$P_1V_1 = P_2V_2$）。我們首先分析氫氣在混合後的狀況：氫氣原本在 $2\text{ L}$ 時壓力為 $2\text{ atm}$，擴張到 $4\text{ L}$ 的新容器後，體積變為 2 倍，其分壓則減半變為 $1\text{ atm}$。接著利用道耳頓分壓定律，已知混合後的總壓為 $2\text{ atm}$，扣除氫氣的分壓 $1\text{ atm}$，可以推得氧氣在新容器中貢獻的分壓也是 $1\text{ atm}$。
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