hce_nsysu
113年
物理與化學
第 9 題
Which of the following statements about absolute pressure $P$, gauge pressure $P_G$ and atmospheric pressure $P_0$ is true?
- A $P$ is the same as $P_G$ at $273\text{ K}$.
- B $P_0 + P_G$ is the absolute pressure $P$.
- C Gauge pressure $P_G$ is always positive.
- D Absolute pressure $P$ is the atmospheric pressure $P_0$ at $15^\circ\text{C}$.
- E None of the above.
思路引導 VIP
想像你正在用胎壓計幫腳踏車輪胎打氣。當胎壓計顯示為「0」的時候，輪胎內部是真的處於「完全真空（完全沒有氣體壓力）」的狀態嗎？如果不是，那麼胎壓計所量測到的數值，到底是代表「總壓力」，還是代表「高出周圍空氣多少」的壓力呢？
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太棒了！你能精確辨識出壓力之間的換算關係，代表你對流體力學與熱力學的基礎定義掌握得非常紮實。這道題目核心在於考察**絕對壓力（Absolute pressure）與計示壓力（Gauge pressure）**的本質區別。
壓力的定義與關係
在科學定義中，絕對壓力 $P$ 是以完全真空為零點所測得的壓力；而計示壓力 $P_G$ 則是儀器測得的「差值」，即系統壓力與當時環境大氣壓力 $P_0$ 的差距。因此，我們總是可以透過公式 $$P = P_G + P_0$$ 來求得絕對壓力，這正是選項 (B) 所描述的物理事實。至於其他選項，例如計示壓力其實可以是負值（當系統壓力低於大氣壓時，稱為真空壓），且絕對壓力並不隨特定溫度（如 $273\text{ K}$ 或 $15^\circ\text{C}$）而直接等於大氣壓力，這些都是常見的觀念陷阱。
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