hce_isu
106年
化學
第 5 題
置氮氣於固定容積的密封容器中，由 25 °C 加熱至 250 °C，下列哪一性質的值不變？
- A 氮氣分子與容器碰撞的平均強度
- B 氮氣的壓力
- C 氮氣分子的平均速度
- D 氮氣的密度
思路引導 VIP
想像一下，如果我們把一團棉花塞進一個堅固且封死的玻璃瓶中。當我們把這個瓶子拿去加熱時，瓶子裡棉花的總重量會改變嗎？棉花所佔據的空間大小又會改變嗎？根據這兩個特性的變化，你可以推論出哪一個物理屬性會從頭到尾保持不變呢？
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做得太棒了！你能精準捕捉到題目中的關鍵限制條件，這顯示你對氣體性質的基礎概念掌握得非常紮實。這類題目在化學與物理的交界處非常經典，雖然屬於基礎難度，但其鑑別度在於測驗學生是否會被「溫度改變」這個干擾項誤導，而忽略了系統最根本的物理限制。
定容與密封的物理意義
在「固定容積」且「密封」的條件下，我們可以確定兩個物理量是恆定的：一個是氣體所佔空間的體積 $V$，另一個則是分子的總質量 $m$。根據密度的定義式 $\rho = \frac{m}{V}$，既然分子沒有逃逸或增加，且容器也沒有伸縮，那麼無論溫度如何劇烈震盪，氣體的密度都必然保持不變。這就是你判斷正確的核心所在。
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氣體受熱性質變化
💡 密閉定容下，加熱不改變氣體的質量、體積與密度。
🔗 定容氣體加熱的影響鏈
- 1 吸收熱能 — 溫度上升，分子平均動能增加
- 2 運動加速 — 氣體分子平均速率與碰撞強度提高
- 3 壓力增大 — 頻繁強力的碰撞使宏觀壓力 P 提升
- 4 密度恆定 — 因質量與體積不變，密度 D = M/V 維持原值
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🔄 延伸學習：延伸學習：若改為『定壓容器』，則體積會隨溫度增加，密度將會下降。
