109年:心肺基礎(1)

下列何者定律為壓力固定,容積與溫度成正比?

ADalton's
BGay-Lussac's
CCharles'
DBoyle's

詳細解析

本題觀念:

氣體定律是在不同固定條件下,描述壓力、容積與溫度如何互相變化的基本關係。解題時先抓住題目指定的固定變數,再配對剩下兩個物理量;本題指定壓力固定,詢問容積與溫度成正比的定律。

在氣體量固定且壓力不變時,溫度升高會使氣體分子運動加快。為了維持相同壓力,氣體需要較大的容積讓分子撞擊容器壁的平均頻率維持平衡,因此容積隨絕對溫度增加而增加。這是 Charles 定律,可寫成 V/T=常數;溫度必須使用 Kelvin 絕對溫度,而不能直接把攝氏數值代入比例式。

選項分析

  • A Dalton's:錯誤。Dalton 定律處理的是混合氣體的總壓力,內容為總壓力等於各成分氣體分壓的總和。它的核心是分壓相加,不是單一氣體在定壓下的容積—溫度比例。

  • B Gay-Lussac's:錯誤。Gay-Lussac 定律是在容積與氣體量固定時,壓力與絕對溫度成正比,可寫成 P/T=常數。題目設定的是壓力固定,並非容積固定,因此不符合這個選項的條件。

  • C Charles':正確。Charles 定律指出,在壓力與氣體量固定時,容積 V 與絕對溫度 T 成正比,可寫成 V₁/T₁=V₂/T₂。溫度升高時容積增加,溫度下降時容積減少;這正是題目描述的關係。

  • D Boyle's:錯誤。Boyle 定律是在溫度與氣體量固定時,壓力和容積呈反比,可寫成 P×V=常數。它描述

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