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高考申論題 108年 [氣象] 大氣物理學(包括大氣輻射與雲物理)

第 一 題

📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

寫出克勞修士-克拉佩龍(Clausius-Clapeyron)方程式,並解釋各變數的物理意義。(5分)

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這是一道大氣熱力學與雲物理的基礎核心題。考生應先寫出精確的 C-C 方程式,並補充大氣科學中常用的理想氣體近似形式以展現專業度。解釋變數時,務必以「相變動態平衡」來嚴謹定義飽和水氣壓,切忌使用「空氣容納水氣的最大量」等不精確的科普術語。

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【破題】 克勞修士-克拉佩龍 (Clausius-Clapeyron) 方程式描述了物質兩相(如液態水與水氣)達到相平衡時,飽和水氣壓隨溫度變化的熱力學關係。 【論述】

小題 (二)

根據克勞修士-克拉佩龍方程式,解釋為何在全球暖化的條件下大氣中的水氣含量會增加?(5分)

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作答時應先寫出克勞修士-克拉佩龍(C-C)方程式的數學式,並精確解釋符號意義。接著說明溫度上升對飽和水氣壓的指數型影響,最後結合相對濕度守恆概念與微觀相變動力學,論述實際水氣量為何增加,切忌寫出「熱空氣能容納更多水氣」這種非物理的錯誤科普觀念。

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【破題】克勞修士-克拉佩龍方程式描述了水氣與液態水達到相變平衡時的熱力學狀態,證明了飽和水氣壓會隨溫度上升而呈指數型增加。 【論述】 一、物理定義與公式

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