Q27.
密閉式潛水鐘鐘內容積為3 立方公尺，加壓至7 大氣壓時，鐘內溫度為37℃，此潛水鐘吊放至水下60 公尺處時，因週遭環境而冷卻至7℃，若此潛水鐘不再加注高壓空氣，鐘內的壓力變成多少大氣壓力？
職業潛水 · 乙級 · 潛水物理 · Q27
難易度分析
4 / 5
本題要求應用特定的物理計算公式，且題目中包含無關的干擾條件，需具備辨識有效資訊的能力及精確的單位換算知識。
正確答案：①6.3
① 6.3:根據理想氣體定律（查理定律），在體積不變的密閉容器中，壓力與絕對溫度成正比。初始狀態 P₁=7 atm、T₁=37℃=310K，冷卻後 T₂=7℃=280K，故 P₂ = P₁ × (T₂/T₁) = 7 × (280/310) ≈ 6.3 atm，計算正確。
錯誤選項解析
- ② 5.4:此數值錯誤。可能誤將攝氏溫度直接代入計算而未轉換為克耳文（K），或計算過程中使用了錯誤的溫度比例。正確做法必須使用絕對溫度（K = ℃ + 273）。
- ③ 4.5:此數值錯誤。可能誤用波以耳定律（壓力與體積成反比）來處理此題，但本題為等容過程，應使用查理定律（壓力與溫度成正比）。混淆氣體定律會導致錯誤結果。
- ④ 3.6:此數值錯誤。可能誤將水深60公尺的水壓納入計算，但題目明確指出潛水鐘為密閉容器且不再加注高壓空氣，故鐘內氣體壓力僅受溫度變化影響，與外部水壓無關。
Learning Tip
"本題核心考點為理想氣體定律在等容過程中的應用。常見陷阱包括：(1) 忘記將攝氏溫度轉換為克耳文；(2) 混淆查理定律（等容：P∝T）與波以耳定律（等溫：P∝1/V）；(3) 誤將外部水壓與鐘內氣體壓力混為一談。在職業潛水實務中，密閉式潛水鐘的壓力管理直接關係到潛水員安全，必須精確掌握氣體物理特性。"
學員答題分佈
①6.30%
②5.40%
③4.50%
④3.60%
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！