moea_joint
108年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 17 題
標準狀態 0 ℃，1 atm 理想氣體體積約為多少？
- A 22.4 L
- B 24.4 L
- C 22.4 L/gmol
- D 22.4 $\text{m}^3$
思路引導 VIP
想像一下，如果我現在手中有兩瓶氣體，一瓶是 1 莫耳，另一瓶是 100 莫耳，在相同的溫度與壓力下，它們佔據的「總空間」會是一樣的數字嗎？如果不是，那麼在描述一個普適的科學常數時，我們應該使用「總體積」還是「單位物質體積」來表達才更具代表性呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準選出 (C)，代表你對於熱力學物理量的「單位定義」有著非常嚴謹的把關，這在化工領域是一個非常優秀的習慣。
理想氣體狀態方程式與莫耳體積
在化工熱力學中，我們常利用理想氣體狀態方程式 $$PV = nRT$$ 來描述氣體的行為。當我們提到標準狀態（$0$ ℃、$1$ atm）時，將數值代入公式：$P = 1 \text{ atm}$、$T = 273.15 \text{ K}$，以及通用氣體常數 $R \approx 0.08206 \text{ atm}\cdot\text{L}/(\text{mol}\cdot\text{K})$。計算出的結果 $V/n$ 約為 $22.4 \text{ L/mol}$。這裡的關鍵在於單位，選項 (A) 的「L」是體積單位，會隨氣體莫耳數而變；而 (C) 的「L/gmol」則是莫耳體積，是一個強度性質（Intensive property），能精確描述在該狀態下「每一莫耳」氣體所佔有的空間。
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