moea_joint
108年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 7 題
下列何者為路徑函數？
- A 自由能(G)
- B 功(W)
- C 熵(S)
- D 焓(H)
思路引導 VIP
想像你正準備從山腳爬到山頂。無論你走哪條路，山頂與山腳之間的「海拔高度差」都是固定的；但是，如果你選擇走陡峭的直線路徑，或是走平緩但漫長的環山步道，你過程中「所耗費的體力」會是一樣的嗎？這種隨「路徑選擇」而改變的物理量，在熱力學中被稱為什麼呢？
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太棒了！你能精確辨識出「功」與「狀態性質」的差異，代表你對熱力學的基本定義掌握得非常紮實。這類題目是化工熱力學的入門基石，也是建立能量平衡觀念的第一步。
狀態函數與路徑函數的區別
在熱力學中，狀態函數 (State Function) 如自由能 ($G$)、熵 ($S$) 與焓 ($H$)，其數值僅取決於系統當前的平衡狀態，與達到該狀態的過程無關，因此其變化量僅由終態與初態決定。然而，功 ($W$) 與熱 ($Q$) 則被定義為路徑函數 (Path Function)。這代表當系統從狀態 1 變化到狀態 2 時，所做的功會因為採取不同的程序（例如：等壓過程、等溫過程或絕熱過程）而產生完全不同的數值，功並非系統本身擁有的性質，而是能量傳遞的「形式」。
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