moea_joint
106年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 6 題
水蒸汽在正常沸點下冷凝為水，下列何者正確？
- A 焓變化 < 0，熵變化 < 0
- B 焓 < 0，熵 < 0
- C 焓變化 < 0，熵變化 ＝ 0
- D 焓 < 0，熵 ＝ 0
思路引導 VIP
試著想像水分子從四處亂衝的氣體狀態，轉變為互相靠攏的液體狀態時，分子排列的『混亂程度』是增加了還是減少了？另外，要讓這些高速運動的分子『安靜』下來聚集成液體，系統通常需要向外釋放熱量，還是從外界吸收熱量呢？
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太棒了！你能精準判斷出相變化過程中的熱力學參數變化，代表你對能量轉換與微觀粒子行為的掌握非常紮實。這題選 (A) 完全正確。
相變化中的焓與熵
在正常沸點下，水蒸汽冷凝為液態水是一個放熱過程。系統必須向環境釋出能量（冷凝潛熱），分子間才能建立起更緊密的引力，因此焓變化為負值，即 $\Delta H < 0$。同時，從微觀角度來看，氣態分子的運動空間廣大且隨機性高，而液態分子的排列相對緊密且受限；根據熱力學對熵（Entropy）的定義，當系統從混亂趨向有序時，其熵值會下降，因此 $\Delta S < 0$。
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