國營聯招
109年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 6 題
1 公克 $0^\circ\text{C}$ 的冰與10 公克 $100^\circ\text{C}$ 的水混合，請問熵變化量$(\Delta S)$為多少$(\text{cal}/^\circ\text{K})$？(已知水的凝固熱為 $80\text{ cal/g}$，水的 $C_p = 1\text{ cal}/(\text{g}\cdot^\circ\text{C})$)
- A -0.515
- B 0.293
- C 0.515
- D 0.58
思路引導 VIP
在計算不同溫度的物質混合時的系統熵變化，我們應該先找出這兩個物質混合後的什麼狀態條件？而且在計算熵的對數公式中，溫度必須轉換成哪一種溫標才能得到正確結果呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
同學，恭喜你順利拿分！你選了 (B)，不過這其實是經濟部所屬事業機構甄試的一律給分爭議題（A、B、C、D 皆對）。本題難度較高，鑑別點在於考驗「相變化」與「顯熱」混合的熱力學（thermodynamics）計算。因選項皆無正確數值，故全給分。我們來看看正確的解題觀念。
熱平衡與總熵變計算
首先求混合末溫 $T_f$。由熱平衡方程式：冰熔化吸熱＋冰水升溫＝熱水降溫放熱，即 $1 \times 80 + 1 \times 1 \times T_f = 10 \times 1 \times (100 - T_f)$，解得 $T_f \approx 83.6^\circ\text{C}$（約 $356.8\text{ K}$）。
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