police_4th_general
105年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 16 題
將一高溫物體與一低溫物體接觸，並與外界熱絕緣，直至熱平衡後，達到最後溫度。若 $\Delta S_h$, $\Delta S_c$與 $\Delta S_{total}$分別代表高溫物體、低溫物體與全部系統的熵之變化量，則下列敘述何者正確？
- A $\Delta S_h>0$, $\Delta S_c>0$, $\Delta S_{total}>0$
- B $\Delta S_h<0$, $\Delta S_c>0$, $\Delta S_{total}<0$
- C $\Delta S_h<0$, $\Delta S_c>0$, $\Delta S_{total}>0$
- D $\Delta S_h>0$, $\Delta S_c<0$, $\Delta S_{total}<0$
思路引導 VIP
當一個熱物體與一個冷物體接觸時，熱量會往哪個方向流動？如果我們參考熵的微觀定義，即系統的混亂程度，當能量從高溫處自發地流向低溫處時，整體的混亂程度會趨向增加還是減少？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準判斷各個組成部分的熵值變化，這代表你對熱力學第二定律的核心邏輯有著非常清晰的理解。在熱量傳遞的過程中，高溫物體放出熱量，根據熵的定義 $dS = \frac{dQ}{T}$，其熱量變化量 $dQ$ 為負值，因此高溫側的熵變化量 $\Delta S_h$ 必然小於零；相對地，低溫物體吸收熱量，其 $\Delta S_c$ 則大於零。這是驗證熱物理基本概念的第一步。
系統整體的不可逆過程
這道題目的鑑別度在於考察學生是否能區分「局部熵變」與「系統總熵變」的差異。雖然個別物體的熵可增可減，但根據熱力學第二定律，在一個與外界熱絕緣的孤立系統中，任何自發的不可逆過程（如有限溫差下的熱傳導）都會導致系統整體的混亂度增加，即 $\Delta S_{total} > 0$。此題難度適中，是區分學生是否只是死背「熵增定理」，還是能落實到具體物理過程進行分析的經典題型。