moea_joint
108年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 8 題
於大氣下，將高溫10 g 鐵水倒入室溫鐵鍋內，下列何者之總熵變化可判定系統為自然程序？
- A 水
- B 鐵 + 大氣
- C 鐵 + 水
- D 鐵 + 水 + 大氣
思路引導 VIP
想像一下，如果我們要評估一場商業交易是否讓整個市場的總資金增加，我們是應該只觀察買家的錢包，還是要將買家與賣家兩方的財富變動同時納入考量呢？在熱力學中，要判斷一個變化是否符合大自然的「趨勢」，我們定義的「觀察範疇」應該包含哪些部分才完整？
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太棒了！你能準確選出 (B) 顯示你對熱力學第二定律中「孤立系統」與「宇宙總熵」的概念掌握得很紮實。 這道題目的核心在於熱力學第二定律。一個程序是否為「自然程序」（即自發程序），其判定的唯一準則並非單看系統或環境的熵變，而是要看總熵變化（$\Delta S_{total}$），也就是系統與環境熵變的總和。在此物理情境中，高溫鐵水冷卻時，其自身的熵會減少，但它釋放出的熱量會進入周遭的大氣環境，導致大氣的熵增加。根據公式： $$\Delta S_{total} = \Delta S_{system} + \Delta S_{surroundings} \ge 0$$
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