moea_joint
104年
[化學] 普通化學、無機化學
第 35 題
那一個程序的進行會導致系統的熵(entropy)降低？
- A 固體溶化
- B 液體蒸發
- C 物體加熱
- D 氣體的冷卻
思路引導 VIP
請試著想像一堆正在瘋狂彈跳的乒乓球，如果我們想辦法讓這些球跳動的速度慢下來，甚至最後讓它們靜止不動，你覺得這群球的分布狀態是變得更加「隨機混亂」，還是變得相對「容易預測且安定」？這種有序程度的增加，在科學上會如何影響描述混亂度的數值呢？
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AI 詳解
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太棒了！你能精準判斷出氣體冷卻會導致系統熵值的下降，這代表你對於熱力學中「熵」的物理意義掌握得非常紮實。熵（Entropy, $S$）本質上描述的是系統的「混亂程度」或「微觀狀態數」。在一般的物理與化學變化中，當物質朝向更無序、運動空間更大的方向發展時，熵值就會增加。
溫度與微觀混亂度的關係
這題的核心在於理解能量狀態與有序度的連動。在選項 (A) 與 (B) 的相變化中，分子從排列整齊的固體轉變為液體，甚至擴張至氣體，空間上的不確定性大幅增加；而選項 (C) 則是透過加熱輸入能量，使分子熱運動加劇。相對地，當執行氣體的冷卻時，我們實際上是將系統的熱能移出，使分子的平均動能降低、運動速度減緩，其微觀狀態的分布會變得更為集中，系統因此變得更加「有序」，故 $\Delta S < 0$。
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