moea_joint
106年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 11 題
有25 ºC、10 g水倒入80 ºC鐵鍋，下列何者之總熵增加可判定系統為自然程序？
- A 水
- B 鐵＋大氣
- C 鐵＋水
- D 鐵＋水＋大氣
思路引導 VIP
請試著思考：如果在一個熱交換的過程中，某個物體的熱量減少了，它的熵（亂度）通常會如何變化？如果這個減少的量，大於另一個物體增加的熵，這件事在現實生活中可能發生嗎？我們該如何界定一個完整的「範圍」，才能確保我們捕捉到了所有受到這個熱量傳遞影響的變化呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能準確選出 (D) 選項，代表你對於熱力學第二定律的核心概念掌握得非常紮實。這道題目考察的是自發程序（Spontaneous process）與總熵增原理的關聯性。
孤立系統與自發性判斷
根據熱力學第二定律，一個程序是否能「自然發生」，判斷基準在於宇宙的總熵變化 $\Delta S_{\text{total}} \ge 0$。在這個物理情境中，熱量在 25 ºC 的水與 80 ºC 的鐵鍋之間傳遞。雖然水與鐵鍋是熱交換的主體，但在真實環境中，這整個過程會與周遭的環境（大氣）產生微弱或直接的能量交互作用。因此，必須將「系統（水、鐵鍋）」與「環境（大氣）」視為一個完整的孤立系統，其總熵變才是決定程序方向的唯一指標。
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