题目
气体通过气孔扩散的速率与气孔的总面积成正比。()A. 对B. 错
气体通过气孔扩散的速率与气孔的总面积成正比。()
A. 对
B. 错
题目解答
答案
B. 错
解析
考查要点:本题主要考查学生对气体扩散速率影响因素的理解,特别是对“扩散速率与气孔总面积关系”的辨析能力。
解题核心思路:
气体扩散速率受多种因素影响,浓度梯度是核心驱动力,而气孔的总面积会影响总扩散量,但题目中“成正比”的表述忽略了其他关键因素(如气孔阻力、气体分子运动特性等),因此该说法不准确。
破题关键点:
- 扩散速率的定义:需明确“扩散速率”指总传输速率(单位时间传输的总量)还是分子运动速度。
- 菲克定律的启示:扩散速率与浓度梯度和面积均相关,但题目未限定浓度梯度恒定,因此无法直接得出正比关系。
- 实际复杂性:气孔结构(如直径、长度)可能引入阻力,使总速率与面积的非线性关系更复杂。
关键分析步骤:
-
扩散速率的决定因素:
根据菲克定律,气体扩散的总速率公式为:
$\frac{dN}{dt} = -D \cdot \frac{\Delta c}{\Delta x} \cdot A$
其中,$A$ 是气孔总面积,$\Delta c / \Delta x$ 是浓度梯度,$D$ 是扩散系数。
总速率与面积 $A$ 成正比的前提是浓度梯度 $\Delta c / \Delta x$ 和扩散系数 $D$ 恒定。 -
题目表述的漏洞:
题目未说明浓度梯度等其他因素是否恒定,仅强调“与总面积成正比”,忽略了实际中可能存在的阻力(如气孔形状、气体动力学效应)或浓度梯度的变化,因此表述不严谨。 -
结论推导:
在开放条件下,气孔总面积增加可能改变浓度梯度或引发非线性效应,导致总速率与面积不成严格正比。因此,题目中的说法错误。