108年:呼治儀器(1)

有關氣體溶解度的敘述,下列何者錯誤?

A溫度對氣體溶解度影響很大
B海拔越高,氣體溶解度越小
C溫度越高,氣體溶解度越大
D壓力越高,氣體溶解度越大

詳細解析

本題觀念

氣體溶解度(gas solubility)是氣體分子進入液體後,在特定溫度與壓力下達到平衡時所能維持的溶解程度。這題要同時掌握三個方向:氣體的分壓越高,溶入液體的量通常越多;溫度升高時,氣體通常較容易逸出,因此溶解度下降;海拔升高會使大氣壓與氣體分壓下降,溶解量也會減少。這些關係可用亨利定律(Henry's law)整理,並不是把所有物質的溶解度都套用同一個溫度方向。題目問「錯誤」敘述,最先要鎖定與氣體升溫後常見變化相反的選項。

選項分析

  • A:正確。 氣體溶解度對溫度很敏感。氣體分子溶入液體時,平衡受到分子熱運動與逸出傾向影響;溫度變化會明顯改變溶解量,所以不能像某些固體溶質那樣只用簡單的升溫經驗判斷。呼吸生理中,血液溶解氧與二氧化碳也會受到溫度、分壓和液體性質影響。
  • B:正確。 海拔升高時,周圍大氣壓下降,氧氣的分壓也隨之下降。依亨利定律,液體中與氣體接觸的平衡溶解量和該氣體分壓相關,因此在其他條件相近時,海拔越高,氣體可維持的溶解量越小。這個選項的重點是壓力變化,不是海拔本身直接改變分子特性。
  • C:錯誤,為本題答案。 對氣體溶於液體的常見情況,溫度升高會增加分子運動,使氣體較容易離開液體,平衡溶解度通常下降,不是上升。夏天池水或含氣飲料較容易釋放氣體,就是相同方向的生活例子。故「溫度越高,氣體溶解度越大」顛倒了氣體

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