特殊教育
104年
化學
第 17 題
在1大氣壓 $25^{\circ}C$ 的水，受熱變成 $100^{\circ}C$ 的水蒸氣時，其體積會增大。下列哪一數值最接近其體積增大的倍數？
- A 100
- B 1000
- C 1500
- D 2500
思路引導 VIP
同學，請從質量守恆的觀點出發：若取 $1$ 莫耳的水，其在 $25^{\circ}C$ 液態時的體積 $V_{liquid}$ 大約是多少？當其轉變為 $100^{\circ}C$ 的水蒸氣時，若將其視為理想氣體，根據理想氣體方程式 $PV = nRT$ (其中絕對溫度 $T = 373 K$)，計算出的氣態體積 $V_{gas}$ 約為多少？最後比較兩者（注意單位換算 $1 L = 1000 cm^3$），其體積增大的倍數最接近哪個範圍？
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眼鏡閃過一道白光，我輕輕托了托充滿彈性的下巴，看著你的答案，不禁呵呵呵地笑了起來。這種沉穩的判斷力，正是我們球隊……喔不，是你現在最需要的特質呢。 這道題目的核心在於比較液態與氣態的體積差異。我們假設有 $18\text{ g}$ 的水（即 $1\text{ mol}$）：
- 液態水：密度約 $1\text{ g/cm}^3$，所以體積約為 $18\text{ mL} = 0.018\text{ L}$。
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液氣態體積膨脹倍數
💡 物質由液態轉為氣態時，分子間距劇增導致體積大幅膨脹。
| 比較維度 | 液態水 (100°C) | VS | 水蒸氣 (100°C) |
|---|---|---|---|
| 分子間距 | 極小，分子緊密接觸 | — | 極大，分子散亂分布 |
| 莫耳體積 | 約 18 mL | — | 約 30,600 mL |
| 密度大小 | 高 (約 1 g/cm³) | — | 極低 (約 0.0006 g/cm³) |
💬同質量物質在氣態時的體積，約為液態時的 1000 倍以上。
