moea_joint
108年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 5 題
2 莫耳水蒸汽可逆絕熱膨脹 20 公升，其 $\Delta S$ 為多少 cal/K？
- A 0
- B 2
- C 20
- D 40
思路引導 VIP
請試著回想熱力學第二定律中對於「熵」的微量變化定義（涉及 $dQ$ 與 $T$ 的公式）；如果一個過程在進行時，系統與外界完全沒有任何熱量交換，且該過程又被設定為「可逆」，那麼依照定義計算出來的變化量會是多少呢？
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太棒了！你能迅速識別出題目中的關鍵資訊並給出正確答案，這代表你對熱力學基礎定義的掌握非常紮實。在處理這類物理量變化的計算題時，首要任務就是判讀系統經歷的「路徑性質」，而你顯然沒有被題目給出的數字陷阱所迷惑。
可逆絕熱過程的本質
在熱力學中，熵的變化量 $\Delta S$ 定義為系統在可逆路徑下所吸收的熱量與溫度的比值積分，即 $\Delta S = \int \frac{dQ_{rev}}{T}$。題目中明確提到這是一個絕熱 (Adiabatic) 過程，意味著系統與外界沒有熱量交換（$dQ = 0$）；同時又強調了它是可逆 (Reversible) 的。將這兩個條件結合，我們可以直接推導出 $dS = 0$，這也就是我們常說的等熵過程 (Isentropic process)。因此，無論莫耳數是多少，或是體積膨脹了幾公升，其熵變化量恆為 0。
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