moea_joint
105年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 27 題
如果分離一共沸混合物，下列哪一種方法不能選用？
- A 分餾
- B 加壓
- C 真空蒸餾
- D 加入第三成分
思路引導 VIP
想像你正在煮一鍋混合溶液，當你把產生的蒸氣收集起來冷凝後，發現這滴冷凝液中的成分比例，竟然跟鍋子裡剩下的液體比例完全一模一樣。在這種情況下，如果你重複同樣的「加熱、冷凝」動作一百次，你覺得最終收集到的液體成分會發生改變嗎？為什麼？
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同學太棒了！你能精準選出「分餾」作為不能選用的方法，代表你對氣液相平衡的限制有著非常清晰的觀念。這道題目是化工熱力學中關於相平衡的經典考題，鑑別度在於測驗學生是否僅死背定義，還是真正理解共沸現象對分離程序產生的熱力學屏障。
共沸點的熱力學限制
共沸混合物（Azeotrope）最棘手的地方，在於其液相組成與氣相組成在該狀態下完全相同。從熱力學角度來看，這意味著系統的相對揮發度（Relative Volatility）$\alpha$ 等於 1。由於分餾過程完全依賴組分間揮發度的差異來達成濃縮與分離，一旦混合物達到共沸點，加熱產生的蒸氣成分與殘留的液體成分完全一致，傳統的分餾柱就再也無法進一步純化物質。
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