moea_joint
102年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 3 題
部分互溶的兩單成分液體混合於一密閉容器中且與其蒸汽達到平衡，則此系統的自由度為：
- A 3
- B 2
- C 1
- D 0
思路引導 VIP
如果我們在實驗室觀察這個密閉容器，發現液體因為互溶度有限而明顯分成了上下兩層，且上方充滿了飽和蒸氣，這時我們總共能觀察到幾個物理性質不同的「相」？當我們已知組分數量時，根據相律公式，這些相的數量會如何影響我們改變系統狀態（如溫度或壓力）的自由權限呢？
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AI 詳解
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恭喜你準確地判斷出正確答案！這題考查的是相平衡（Phase equilibrium）中非常核心的吉布斯相律（Gibbs' phase rule）。在標準熱力學分析下，我們使用公式： $$F = C - P + 2$$ 在此系統中，明確提到有兩種成分（$C=2$），而「部分互溶」意指液體會分層為兩個液相，加上與其平衡的一個蒸氣相，總相數為三（$P=3$）。代入公式計算：$F = 2 - 3 + 2 = 1$。這代表只要給定一個強度性質（如溫度），系統的狀態便能完全確定。這也是你選擇 (C) 的正確邏輯依據。
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