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103年
化學
第 3 題
📖 題組：
以 1 g 的某固體純物質在定壓下進行熱分析實驗，該實驗以 500 cal/min 之定功率熱源加熱，加熱過程中定時記錄其溫度變化可獲得該物質加熱曲線，亦即其加熱曲線可由下表中各點以直線連接獲得，並假設所有溫度變化均被及時量測。試依此加熱曲線求取該物質之： | 時間（min） | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | |---|---|---|---|---|---|---|---| | 溫度（℃） | 25 | 45 | 45 | 85 | 85 | 85 | 105 |
以 1 g 的某固體純物質在定壓下進行熱分析實驗，該實驗以 500 cal/min 之定功率熱源加熱，加熱過程中定時記錄其溫度變化可獲得該物質加熱曲線，亦即其加熱曲線可由下表中各點以直線連接獲得，並假設所有溫度變化均被及時量測。試依此加熱曲線求取該物質之： | 時間（min） | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | |---|---|---|---|---|---|---|---| | 溫度（℃） | 25 | 45 | 45 | 85 | 85 | 85 | 105 |
另取 10 g 該物質於相同壓力下，由 30 ℃加熱至 50 ℃所需總熱量為多少 cal？（4 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
本題測驗相圖與熱量計算。首先須從1克物質的加熱曲線中，求出熔點、固體比熱、熔化熱及液體比熱。接著判斷由30℃加熱至50℃會跨越熔點，必須分「升溫固體」、「相變熔化」、「升溫液體」三個階段分別計算熱量再加總。
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AI 詳解
AI 專屬家教
由題意及加熱曲線數據可知，1 g 該物質在各階段的熱力學性質如下：
- 固態比熱 ($s_s$)：在 0~2 分鐘，溫度由 25 ℃ 上升至 45 ℃。
- 吸收熱量：$q = 2 \text{ min} \times 500 \text{ cal/min} = 1000 \text{ cal}$
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