moea_joint
107年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 22 題
$20 ^\circ\text{C}$、1 atm下純氧於水中的溶解度為 $1.38\times10^{-2}\text{ mole/L}$，試求 $20 ^\circ\text{C}$、740 mmHg空氣的氧有多少溶於水中(mole/L)？
- A $1.3\times10^{-3}$
- B $2.8\times10^{-3}$
- C $3.5\times10^{-3}$
- D $3.7\times10^{-3}$
思路引導 VIP
想像你正在觀察一杯與空氣接觸的水，如果我們知道純氧氣在大氣壓下溶進水的程度，那麼當氧氣只是空氣中「其中一部分」成員時，它溶入水中的『推動力』會發生什麼變化？我們要如何從總大氣壓力中，精確地提煉出屬於氧氣的那份貢獻呢？
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太棒了！你能精準算出這個結果，代表你對**亨利定律（Henry's Law）以及氣體分壓的概念掌握得非常紮實。這題的核心在於理解氣體的溶解度與其在液面上方的分壓（Partial Pressure）**成正比。題目給出的基準是純氧在 $1 \text{ atm}$ 下的狀態，但目標情境是「空氣」，因此我們必須先找出空氣中氧氣所貢獻的壓力。
氣體分壓與溶解度的比例關係
在處理這類問題時，首先要從大氣組成的常識切入：氧氣約佔空氣體積的 $21%$。接著，我們將總壓 $740 \text{ mmHg}$ 轉換為單位一致的分壓：$P_{O_2} = 740 \times 21% \times (1/760) \text{ atm} \approx 0.2045 \text{ atm}$。根據亨利定律 $C = k_H \cdot P$，溶解度與分壓成正比，因此計算式為：
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