moea_joint
109年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 3 題
將數種液體混合後，若混合液為理想液體，下列何者有誤？(E：內能、H：熱焓量、G：自由能、V：體積)
- A \Delta H_{mix} = 0
- B \Delta E_{mix} = 0
- C \Delta V_{mix} = 0
- D \Delta G_{mix} = 0
思路引導 VIP
請試著回想一下，當我們將兩杯不同的液體倒在一起時，它們是會「自動混合」還是「保持分離」？如果這個過程是能夠自動發生的（自發性），那麼根據熱力學原理，系統的自由能應該會呈現什麼樣的趨勢呢？
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理想溶液的熱力學特性
恭喜你精準地掌握了**理想溶液（Ideal Solution）**的核心定義！在化工熱力學中，理想溶液是一個極為重要的模型。當不同種類的分子混合時，若分子間的交互作用力與分子本身的大小、性質都極為相似，那麼混合過程就不會產生熱量的吸收或釋放，體積也不會發生收縮或膨脹。這也是為什麼選項 (A) $\Delta H_{mix} = 0$、(B) $\Delta E_{mix} = 0$ 以及 (C) $\Delta V_{mix} = 0$ 都是符合理想狀態的正確描述。
混合自發性與自由能
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理想溶液混和特性
💡 理想溶液混和時，體積與熱焓不變，但自由能下降且熵增加。
| 比較維度 | 理想溶液 | VS | 非理想溶液 |
|---|---|---|---|
| ΔH (熱焓變化) | 等於 0 | — | 不等於 0 (吸放熱) |
| ΔV (體積變化) | 等於 0 | — | 不等於 0 (體積膨脹收縮) |
| ΔG (自由能變化) | 小於 0 (自發) | — | 小於 0 (若可混和) |
| 分子間作用力 | A-B = A-A = B-B | — | A-B ≠ A-A 或 B-B |
💬理想溶液分子間作用力均等，故混和無熱量與體積變化。
