題目
在燒瓶中裝水並加熱到沸騰後,停止加熱,塞住瓶口,翻轉倒置燒瓶,
使瓶內的空氣位於上方,如圖(一)。此時拿一袋冰塊放在燒瓶的上方,
瓶內的氣壓會改變,而水會由下而上開始冒出氣泡,是一種物理變化,如圖(二)。
根據上述說明,關於冰塊降溫造成此現象的解釋,下列何者最合理?
- (A) 瓶內的水蒸氣凝結,接著藉由水汽化達到新的平衡 ← 正確答案
- (B) 瓶內的水蒸氣蒸發,接著藉由水汽化達到新的平衡
- (C) 瓶內的氣壓降低,接著藉由水分解反應產生氣體達到新的平衡 ← 我選的
- (D) 瓶內的氣壓升高,接著藉由水分解反應產生氣體達到新的平衡
我的答案:(C)「氣壓降低」對了,但「分解反應」是化學變化
正確答案:(A)水蒸氣凝結 → 壓力下降 → 水再汽化補回來
錯在哪裡
關鍵錯誤:忽略題目已經寫死的一句話「是一種物理變化」。
你選的 (C)「氣壓降低」方向完全正確,可惜後半句是「水分解反應產生氣體」——
水分解成氫氣和氧氣是化學變化,直接和題目給的前提矛盾。
題目寫「物理變化」就是在幫你刪選項:
只要選項裡出現「分解反應」「產生新物質」等字眼,一律刪除
→ (C)、(D) 同時出局,只剩 (A)、(B) 兩個。
而且從常識想也知道:水要分解成氫和氧需要通電或極高溫,
一袋冰塊怎麼可能讓水分解?冰塊只會讓東西變冷。
剩下的 (A)、(B) 差別在第一步是「凝結」還是「蒸發」——
冰塊是降溫,降溫會讓氣體凝結成液體,不可能促進蒸發,所以是 (A)。
正確解法
Step 1 先確認瓶內的狀態
水煮沸後立刻塞住倒置,瓶內上方幾乎充滿水蒸氣(原本的空氣早被水蒸氣趕走了)。
這是一個密閉系統,水與水蒸氣處於動態平衡。
Step 2 冰塊降溫 → 水蒸氣凝結
冰塊放在上方,
上方的水蒸氣被冷卻 →
凝結成小水滴。
氣體
變成液體,體積驟減 → 瓶內的
氣壓大幅下降。
冰塊降溫→
水蒸氣凝結→
氣壓降低
Step 3 氣壓降低 → 沸點降低 → 水再度沸騰
沸點會隨氣壓下降而降低。瓶內氣壓一降,原本 90 幾度的熱水
就
超過了新的沸點,於是
重新沸騰——這就是「水由下而上冒出氣泡」的原因。
沸騰(汽化)會補充水蒸氣,使氣壓回升,直到
達成新的平衡。
氣壓降低→
沸點降低→
水汽化(冒泡)→
新的平衡
這整個過程只有
水的三態變化,沒有生成新物質 →
確實是物理變化 ✓
Step 4 逐項刪除
- ✓(A) 凝結(降溫合理)→ 再汽化達平衡(解釋了冒泡)。完全正確。
- ✗(B) 「水蒸氣蒸發」語意就不通——
蒸發是液體變氣體,水蒸氣已經是氣體了,沒有東西可以再蒸發。
而且降溫也不會促進蒸發。
- ✗(C) 前半「氣壓降低」正確,但「水分解反應」是化學變化,
與題目的「物理變化」矛盾。
- ✗(D) 冰塊降溫怎麼可能讓氣壓升高?兩個半句都錯。
要記住的觀念
- 題幹講的每一句話都是解題條件,尤其是「物理變化/化學變化」這種分類詞。
看到「物理變化」,就把所有講到「分解、化合、產生新物質、燃燒」的選項全刪掉。
這一刀通常能砍掉一半選項。
- 物理變化 vs 化學變化的分界:有沒有產生「新物質」。
三態變化(熔化、汽化、凝結、凝固、昇華)全部是物理變化;
水分解成 H₂ 和 O₂ 才是化學變化。
- 沸點會隨氣壓改變:氣壓低 → 沸點低。
這是本題的核心,也解釋了很多現象:
高山上水不到 100 ℃ 就沸騰(所以煮不熟東西)、
壓力鍋提高氣壓 → 沸點升高 → 煮得快。
- 降溫 → 凝結;升溫 → 汽化。方向不要搞反。
「水蒸氣蒸發」是語病——蒸發的主詞必須是液體。
- 密閉容器中的「動態平衡」:汽化與凝結同時進行,速率相等時達到平衡。
破壞平衡(降溫)後,系統會自己調整到新的平衡。
- 用常識檢查:一袋冰塊有可能把水分解嗎?
選項的物理量級明顯不合理時,通常就是錯的。
類題自我檢測
在高山上(氣壓較低)煮水,下列敘述何者正確?
(A) 水的沸點高於 100 ℃ (B) 水不容易沸騰,需要更久
(C) 水在低於 100 ℃ 時就會沸騰 (D) 沸騰時水溫會持續升高
看解答
(C)。氣壓低 → 沸點低,所以高山上水可能 90 ℃ 左右就沸騰了。
(A) 說反了;(B) 錯:反而更容易沸騰(但因為溫度低,食物煮不熟,這是兩回事);
(D) 錯:沸騰過程中溫度維持不變(吸收的熱用來汽化),這是加熱曲線水平線的觀念。
本題與這一題考的是同一條規則的兩個方向:氣壓降低 → 沸點降低 → 更容易沸騰。
我的原始作答
這題你抓到了最難的部分(氣壓降低),卻敗在選項的後半句。
四個選項都是「前半句 + 後半句」的複合敘述——這種題型必須「兩半都對」才能選。
建議動作:把每個選項用斜線切成兩半,各判一次對錯,
例如 (C) 前半 ○、後半 ✗ → 整個選項 ✗。
只判前半句就下手,正是這題最常見的失分方式。
複習標記
看完這一頁順手標一下,紀錄會同步到總覽頁——
標「有把握」的會被劃掉,標「有疑問」的會被標成琥珀色,可以用「只看有疑問的」單獨叫出來。
再按一次同一顆按鈕就取消。紀錄存在這台裝置的瀏覽器裡。
還沒標記