Q52.
將氣瓶快速充氣至2200 psig(錶壓力磅每平方吋)時,氣瓶溫度上升至華氏160 度,當氣瓶溫度回降至室溫華氏75 度時,氣瓶內壓力將
職業潛水 · 乙級 · 潛水物理 · Q52
難易度分析
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本題屬於定量計算題,要求考生不僅要理解物理定律,還必須執行多次精確的單位轉換(包括壓力單位與溫度溫標的轉換),計算過程較為複雜且容易在轉換步驟中出錯。
正確答案:①降低至1896 psig(錶壓力磅每平方吋)
① 降低至1896 psig(錶壓力磅每平方吋):根據蓋-呂薩克定律(Gay-Lussac's Law),在體積不變的情況下,氣體壓力與絕對溫度成正比。將華氏溫度轉換為蘭金溫標後計算:P₂ = (2200 + 14.7) × (534.67 / 619.67) - 14.7 ≈ 1896 psig,故溫度下降時壓力確實降低至此數值。
錯誤選項解析
- ② 增加至2386 psig(錶壓力磅每平方吋):此選項誤用溫度與壓力的關係,將冷卻過程誤認為壓力會繼續上升。實際上氣瓶從 160°F 降溫至 75°F 屬於散熱冷卻,分子動能減少,壓力必然下降而非增加。
- ③ 保持不變:理想氣體定律明確指出壓力會隨溫度變化而改變。快速充氣產生的壓縮熱使氣瓶升溫,待熱平衡後溫度回落,壓力不可能維持不變。
- ④ 隨室溫升降:此描述過於籠統且未給出明確數值。題目要求的是特定溫度變化下的精確壓力計算,而非定性描述。正確做法應以蓋-呂薩克定律進行定量分析。
Learning Tip
"此類氣體定律計算題為潛水物理常考題型,關鍵在於必須使用絕對溫標(蘭金溫標或克耳文)而非華氏或攝氏進行計算。常見陷阱是忘記將錶壓力轉換為絕對壓力(需加大氣壓力 14.7 psi),或溫度單位未加 459.67 轉換為蘭金溫標。實務上,快速充氣產生的壓縮熱會使氣瓶壓力暫時偏高,因此充氣後應待氣瓶冷卻至室溫再確認最終壓力,以確保充氣量符合安全標準。"
學員答題分佈
①降低至1896 psig(錶壓力磅每平方吋)0%
②增加至2386 psig(錶壓力磅每平方吋)0%
③保持不變0%
④隨室溫升降0%
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!