高考申論題
106年
[化學工程] 物理化學(包括化工熱力學)
第 六 題
六、在 Joule 實驗，n moles 理想氣體對真空進行絕熱自由膨脹。試求△S 與初溫、終溫、初體積、末體積等函數關係。（15 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到「絕熱自由膨脹」，應立刻想到利用熱力學第一定律得出功與熱皆為零，推導出理想氣體內能不變且初終溫相等（等溫過程）。計算熵變時，因熵為狀態函數，需忽略實際的不可逆過程，虛擬一條連接相同初終態的可逆路徑，藉由熱力學基本關係式積分求解。
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【解題思路】利用熱力學第一定律判斷系統狀態變化，並基於「熵為狀態函數」的特性，構建可逆路徑以熱力學基本關係式進行積分推導。 【詳解】 已知：n 莫耳理想氣體進行 Joule 實驗（絕熱自由膨脹）。
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