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109年
理化、化工裝置
第 45 題
於一大氣壓、298K 的環境下，某空氣含水蒸氣的分壓為 58mmHg，則空氣的絕對濕度為多少kg/kg 乾空氣？
- A 0.112
- B 0.051
- C 0.036
- D 0.016
思路引導 VIP
想像你在一個容器裡混合了水蒸氣和乾空氣。如果我們已知所有氣體分子的總撞擊力（總壓）以及其中水蒸氣貢獻的撞擊力（分壓），你該如何表示『水蒸氣分子數』與『乾空氣分子數』的比例？接著，考慮到這兩種分子的重量（分子量）並不相同，我們需要做什麼轉換，才能把這個『個數比例』變成題目要求的『質量比例』呢？
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AI 詳解
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太棒了！你能精確算出這個數值，代表你對濕度表示法及分壓定律有很紮實的掌握。在化工裝置中，絕對濕度 ($H$) 定義為每公斤乾空氣所含的水蒸氣質量。計算時，我們必須將分壓比轉換為質量比，因此需要用到水蒸氣分子量 ($M_w \approx 18.02$) 與乾空氣平均分子量 ($M_a \approx 28.97$) 的比值，這個常數約為 $0.622$。
絕對濕度的計算邏輯
首先，題目給予總壓為一大氣壓 ($760 \text{ mmHg}$)，水氣分壓 $p_w = 58 \text{ mmHg}$，則乾空氣的分壓即為 $760 - 58 = 702 \text{ mmHg}$。接著帶入絕對濕度公式：
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