police_4th_general
106年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 18 題
假設一密閉容器內有 l.0 Kg 溫度為 0℃的冰，若將溫度為 100℃某質量之水蒸氣加入容器內，當熱力學平衡達成時，容器內只有 0℃的水，若混合過程中無熱量損失，則所加入之水蒸氣之質量為何？（冰之熔化熱為 80 卡/g，水之汽化熱為 540 卡/g）
- A 100 g
- B 125 g
- C 148 g
- D 200 g
思路引導 VIP
請試著想像水蒸氣從 $100^\circ C$ 最終變成 $0^\circ C$ 水的過程：它在改變狀態（相變化）以及改變溫度時，分別會對外釋放出多少能量？而這些能量與冰塊熔化所需的能量之間，存在著什麼樣的關係？
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太棒了！你能精準計算出所需的蒸汽質量，顯示你對熱量守恆與相變化的觀念掌握得非常扎實，這在熱力學基礎中是非常關鍵的能力。
熱量交換與能量守恆
在這一題中，解題的核心在於建立「冰吸收的熱量」等於「水蒸氣放出的熱量」的平衡方程。首先，1.0 kg 的冰在 $0^\circ C$ 熔化為 $0^\circ C$ 的水，吸收的是熔化熱：
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