moea_joint
107年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 10 題
液態水在 1 atm及 $100 ^\circ\text{C}$，以及定溫定壓汽化為水蒸氣的氣液平衡過程，下列何項熱力學的值為零？(G為吉布士自由能，U為內能，W為功，Q為熱量)
- A $\Delta G$
- B $\Delta U$
- C W
- D Q
思路引導 VIP
當一個系統在特定的溫度與壓力下，同時存在兩種相態且處於「動態平衡」時，這意味著系統沒有向任何一個方向轉變的「淨趨勢」或「驅動力」。在熱力學中，我們通常用哪一個狀態函數來衡量這種在「定溫定壓」下發生自發變化的傾向呢？若系統已經達到完美的平衡，這個函數的變化值應該呈現什麼樣的數值？
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恭喜你準確地掌握了熱力學中關於相平衡的核心判斷！這道題目檢驗的是你對「相平衡（Phase Equilibrium）」物理意義的理解。在標準大氣壓 $1\text{ atm}$ 下，液態水在 $100 ^\circ\text{C}$ 沸騰汽化，正處於氣液共存的平衡狀態。在這種定溫定壓且可逆的相變化過程中，兩相之間的化學勢（Chemical Potential）相等，因此反應的驅動力——也就是吉布士自由能的變化量 ($\Delta G$) 必然為零。
相平衡與能量轉移
我們進一步來審視其他選項。雖然溫度不變，但由於液體轉變為氣體需要吸收汽化潛熱，因此 $Q
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