高考申論題
107年
[材料工程] 材料熱力學
第 二 題
二、有一個 5 莫耳的理想氣體系統，初始狀態為壓力 P 與溫度 25℃。試計算該系統等溫
自由膨脹（isothermal free expansion）到壓力為 0.5P 時，系統吉布士自由能（Gibbs free
energy）的變化量。（20 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到「等溫自由膨脹」求狀態函數（G）變化量，必須立刻想到：狀態函數的變化僅與初末狀態有關，與路徑是否可逆無關。因此即使自由膨脹是不可逆過程，仍可假想一等溫可逆路徑，由熱力學基本方程式 dG = VdP - SdT 進行積分求解，並務必將攝氏溫度轉換為絕對溫度（K）。
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【解題思路】利用吉布士自由能為狀態函數的特性，設定等溫可逆路徑，並由熱力學基本關係式 dG = VdP - SdT 進行積分求解。 【詳解】 已知：
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