Q106.
有關壓縮因子（Compression factor，Z）的敘述，下列何者正確？
化工 · 乙級 · 物理化學 · Q106
難易度分析
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本題要求考生精確區分壓縮因子數值與分子間作用力性質的對應關係，並能辨識理想氣體的基準值，選項中設置了對立概念的干擾項，需具備穩固的基礎理論知識才能正確排除錯誤選項。
正確答案：③壓縮因子＞1，表示氣體分子間的排斥力佔優勢
③ 壓縮因子＞1，表示氣體分子間的排斥力佔優勢:壓縮因子 Z = PV/nRT，當 Z > 1 時代表實際氣體的莫耳體積大於同溫同壓下的理想氣體，此現象源於高壓下分子本身的排除體積效應使排斥力佔優勢，符合凡得瓦方程式中體積修正項的物理意義。
錯誤選項解析
- ① 壓力上升，所有氣體的壓縮因子變大:壓縮因子隨壓力的變化並非單一趨勢。在低壓區間，多數氣體因分子間吸引力佔優勢而使 Z 先下降（Z < 1）；僅在高壓區間因排斥力佔優勢才上升（Z > 1），故非所有氣體皆隨壓力上升而變大。
- ② 壓縮因子＞1，表示氣體分子間的吸引力佔優勢:當壓縮因子 > 1時，表示氣體之莫耳體積大於理想氣體，此時分子間的排斥力佔優勢；若吸引力佔優勢則會使 Z < 1，此選項將兩者混淆。
- ④ 氣體越接近理想，壓縮因子越接近0:理想氣體的定義為分子間無作用力且分子本身無體積，其壓縮因子恆等於 1而非 0。氣體行為越接近理想，Z 值越趨近於 1，此為理想氣體狀態方程式的基本假設。
Learning Tip
"本題核心考點為壓縮因子 Z 的物理意義及其與分子間作用力的關係。常考陷阱：① Z > 1 對應排斥力、Z < 1 對應吸引力，兩者易混淆；② 理想氣體 Z = 1而非 0；③ Z 隨壓力變化呈先降後升的非單調曲線，需理解波義耳溫度下 Z 對 P 作圖的典型趨勢。實務上於高壓化工製程設計時，必須使用壓縮因子圖表或狀態方程式修正理想氣體假設，以確保反應器與管線之體積流量計算準確。"
學員答題分佈
①壓力上升，所有氣體的壓縮因子變大0%
②壓縮因子＞1，表示氣體分子間的吸引力佔優勢0%
③壓縮因子＞1，表示氣體分子間的排斥力佔優勢0%
④氣體越接近理想，壓縮因子越接近00%
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！