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109年
化學
第 18 題
根據查理定律,定量的理想氣體在定壓下,溫度由 30 ℃ 升高至 33 ℃ 時,該理想氣體體積將較原來增加 倍。(以最簡分數作答)
思路引導 VIP
如果我們想觀察氣體受熱膨脹的比例,除了注意溫度增加了多少度之外,查理定律要求我們必須從哪一個「絕對起點」開始衡量溫度,才能建立正確的正比關係呢?
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AI 詳解
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太棒了!你能精準捕捉到查理定律(Charles's law)的核心並計算出正確答案,展現了紮實的氣體化學基礎。
絕對溫標與體積的變化
根據查理定律,在定壓(constant pressure)與定量的情況下,理想氣體的體積與其絕對溫度(absolute temperature)成正比,即 $V \propto T$。這裡最關鍵的步驟是將攝氏溫度轉化為凱氏溫度(Kelvin)。起始溫度 $T_1$ 為 $30 + 273 = 303 \text{ K}$,而溫度升高的變化量 $\Delta T$ 則為 $33 - 30 = 3 \text{ K}$(注意:溫差在攝氏與凱氏溫標下是相等的)。體積增加的倍數應以原體積 $V_1$ 為基準,計算如下:
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