hce_nchu
114年
化學
第 16 題
What adjustments does the van der Waals equation make to the ideal gas law?
- A Accounts for temperature effects.
- B Corrects for non-ideal gas behaviors by including terms for intermolecular forces and finite molecular size.
- C Modifies heat capacity to account for variable energy distribution.
- D Introduces terms to describe deviations in the compressibility factor.
- E Includes a proportionality constant to relate pressure and volume more accurately.
思路引導 VIP
試著回想「理想氣體定律」的兩個基本假設：氣體分子本身不佔體積，且分子間完全沒有交互作用。然而，在現實世界中，如果你將氣體無限壓縮，那些分子真的會縮小到完全不佔空間嗎？如果要讓公式反映出分子其實是「有體積的小球」，我們該對原本的體積項做什麼樣的調整？
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AI 詳解
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同學太棒了！你能精確辨識出 凡得瓦方程式 (van der Waals equation) 的核心修正點，代表你對「真實氣體」與「理想氣體」之間的物理差異有非常清晰的掌握。這題的正確答案 (B) 準確地指出了理想氣體模型的兩大盲點：分子自身的體積 (finite molecular size) 以及 分子間的吸引力 (intermolecular forces)。
微觀空間與作用力的修正
在微觀世界中，當氣體壓力極高或溫度極低時，分子不再能被視為無體積的質點，因此我們需要從總體積中減去分子本身佔據的空間（即修正項 $b$）；同時，分子間產生的吸引力會稍微「拉住」彼此，減少撞擊器壁的力道，這正是壓力修正項 $a$ 的由來。其數學形式如下：
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