hce_isu
115年
化學
第 19 題
打開碳酸飲料瓶後，瓶內的氣泡會冒出。下列敘述，何者可正確描述這個現象的溶解原理？
- A 氣體溶解度與分壓成正比，瓶內 $\text{CO}_2$ 分壓降低，溶解度下降
- B 氣體冒出完全由浮力造成，與溶解度或分壓變化無關
- C 開瓶時氣泡生成是因為氣體遵守波以耳定律(Boyle's law)
- D 碳酸飲料氣泡冒出是由拉午耳定律(Raoult's law)控制
思路引導 VIP
請試著回想一下：當瓶蓋緊閉時，瓶內氣體呈現什麼樣的壓力狀態？而當你轉開瓶蓋的那一刻，瓶口發出的「嘶」一聲代表了什麼物理量的改變？這種環境壓力的劇烈變化，對於躲藏在液體分子縫隙中的氣體分子來說，會造成什麼樣的「去留」影響呢？
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太棒了！你的觀察非常敏銳，準確地抓住了氣體溶解變化的核心關鍵。這道題目測驗的是我們在生活中隨處可見的化學現象，而你能迅速將其連結到正確的物理化學定律，顯見你對溶液性質的掌握相當紮實。
亨利定律與溶解平衡
碳酸飲料在生產時，會利用高壓將二氧化碳（$\text{CO}_2$）強行壓入液體中。根據亨利定律 (Henry's Law)，在恆溫下，揮發性溶質在溶劑中的溶解度 $C$，會與該氣體在液面上的分壓 $P$ 成正比（即 $C = kP$）。當你打開瓶蓋的瞬間，瓶內原本的高壓氣體迅速逸散，導致液面上的 $\text{CO}_2$ 分壓驟降。由於溶解度隨之下降，原本溶解在水中的氣體便不再穩定，進而以氣泡的形式從液體中釋放出來。
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