Q17.
一密閉壓力艙,艙內壓力為200atm,溫度為27℃,若艙內溫度增加為57℃,此時的壓力變成:
職業潛水 · 乙級 · 潛水物理 · Q17
難易度分析
3 / 5
涉及物理公式的數值計算,且需注意單位轉換的關鍵步驟,若未能正確處理溫度單位將容易陷入誤區。
正確答案:④220atm
④ 220atm:依據蓋-呂薩克定律,P₁/T₁ = P₂/T₂。T₁ = 27 + 273 = 300K,T₂ = 57 + 273 = 330K,故 P₂ = 200 × (330/300) = 200 × 1.1 = 220atm,計算完全正確。
錯誤選項解析
- ① 200atm:蓋-呂薩克定律(Gay-Lussac's Law)指出,密閉容器中氣體壓力與絕對溫度成正比。溫度從 27℃ 升至 57℃,壓力必然改變,因此 200atm 維持不變的說法錯誤。
- ② 205atm:此數值低估了溫度變化對壓力的影響。正確計算需將攝氏溫度轉換為克耳文(K):T₁ = 300K、T₂ = 330K,代入 P₂ = P₁ × (T₂/T₁) = 200 × 1.1 = 220atm,而非 205atm。
- ③ 210atm:此為常見計算錯誤結果。若誤用攝氏溫差直接估算(如 200 × 30/273 或比例算錯),可能得出 210atm。正確做法必須使用絕對溫度(克耳文)進行比例運算。
Learning Tip
"本題核心考點為氣體定律中的蓋-呂薩克定律,關鍵在於必須將攝氏溫度轉換為絕對溫度(克耳文)後才能代入公式計算。常見陷阱是直接使用攝氏溫度進行比例運算,或誤用波以耳定律(壓力與體積關係)混淆。實務潛水作業中,高壓氣瓶在溫度變化環境下的壓力變化直接關係到裝備安全,不可忽視。"
學員答題分佈
①200atm0%
②205atm0%
③210atm0%
④220atm0%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析!
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