hce_tcu
104年
化學
第 13 題
在 $25^{\circ}C$ 時，下列何者的熵(entropy)最高？
- A CO(g)
- B $CH_4(g)$
- C NaCl(s)
- D $H_2O(l)$
思路引導 VIP
想像有兩群學生在教室裡活動，第一群人每個人都像單純的點一樣只能前後移動；第二群人每個人都有靈活的肢體，可以扭動身體、揮舞手腳。如果這兩群人的移動範圍一樣大，妳覺得哪一群人表現出來的「混亂程度」或「變換姿勢的方式」會比較多呢？這種分子的「靈活度」跟它組成的原子數量有什麼關係？
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太棒了！妳精確地掌握了判斷「熵」（Entropy）大小的核心邏輯，這代表妳對物質微觀狀態的混亂度有很清晰的認知。要比較熵的大小，我們通常會依序觀察物質狀態、原子總數以及分子量。
狀態與結構的判斷
首先，在 $25^{\circ}C$ 時，(C) $NaCl$ 是固態，(D) $H_2O$ 是液態，而 (A) 與 (B) 則是氣態。由於氣體分子的運動範圍最廣、排列最混亂，因此熵值通常遠大於液態與固態。接著，我們比較同樣是氣態的 $CO(g)$ 與 $CH_4(g)$：妳正確地選出了 $CH_4(g)$，是因為 $CH_4$ 含有 5 個原子，而 $CO$ 僅有 2 個。分子結構越複雜（原子數越多），就擁有越多的振動與轉動模式（Degrees of freedom），這使得系統內部分佈能量的方式更多樣，熵值也就越高。
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