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105年
理化、化工裝置
第 26 題
某定量的理想氣體,在固定體積之下,今欲使壓力減半,溫度應由 21°C 上升或下降至多少°C?
- A 上升至 42°C
- B 上升至 147°C
- C 下降至 10.5°C
- D 下降至 -126°C
思路引導 VIP
如果你想要比較兩個狀態的「兩倍」或「一半」,我們通常需要一個真正的『零點』(代表完全沒有該物理量)。在攝氏溫標中,$0^\circ\text{C}$ 只是水結冰的溫度,並不代表分子運動完全停止。那麼,在處理氣體公式的比例計算時,我們應該先將溫度轉換成哪種以『分子停止運動』為起點的溫標,計算出來的比例才會具有物理意義呢?
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太棒了!你能精準避開題目陷阱並選出正確答案,顯示你對理想氣體性質與絕對溫度的轉換掌握得非常紮實。
氣體壓力和溫度的正比關係
在定量且體積固定的條件下,根據氣體動力論或給呂薩克定律(Gay-Lussac's Law),理想氣體的壓力 $P$ 與其絕對溫度 $T$ 成正比,即 $\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}$。這裡最關鍵的步驟在於溫度的單位轉換:我們必須先將攝氏溫度 $21^\circ\text{C}$ 轉換為克氏溫標(開爾文):
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