moea_joint
109年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 21 題
在恆溫下，理想氣體系統的自由能G(Gibbs free energy)，隨著壓力增加會產生下列何種變化？
- A 不變
- B 減少
- C 增加
- D 無法預測
思路引導 VIP
請試著回想熱力學的基本性質關係式 $dG = VdP - SdT$。如果在一個過程中溫度保持不變，那麼公式右側會剩下哪一項？接著請思考，體積（V）這個物理量有沒有可能是負值？根據這個正負關係，當壓力（P）上升時，自由能（G）的變動趨勢會是如何呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你準確地掌握了熱力學基本性質關係式！這顯示你對於狀態函數之間的連動邏輯有著非常清晰的理解。
吉布斯自由能與壓力的關係
這題的核心在於運用熱力學基本性質公式：$dG = VdP - SdT$。題目給定了恆溫（$dT = 0$）的條件，因此公式可以簡化為 $dG = VdP$。在物理意義上，物質的體積 $V$ 恆為正值，這意味著壓力變化的方向與自由能變化的方向是完全一致的。當我們對理想氣體系統增加壓力（$dP > 0$）時，系統的吉布斯自由能（$G$）必然也會隨之增加。
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