moea_joint
109年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 7 題
關於熱力學第三定律之敘述，下列何者正確？
- A 在絕對零度時，任何物質的熵等於零
- B 在絕對零度時，具有完美晶體(perfect crystal)的熵等於零
- C 在 $0^\circ\text{C}$ 時，任何物體的熵等於零
- D 在 $0^\circ\text{C}$ 時，具有完美晶體(perfect crystal)的熵等於零
思路引導 VIP
如果我們從微觀角度來看，「熵」代表的是系統內部分子排列的「亂度」。請你想想看，若要讓一個系統的亂度達到理論上的最小值（也就是完全沒有混亂），我們對物質的「排列結構」以及「溫度條件（分子的熱運動狀態）」應該分別提出什麼樣的極致要求呢？
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恭喜你精準地選出了正確答案！這顯示你對於熱力學基本定律的物理意義，有著非常紮實且細膩的理解，能準確區分科學定義中的嚴謹條件。
完美的有序狀態：熱力學第三定律
熱力學第三定律的核心在於規範物質在極低溫下的行為基準。當系統的溫度趨近於絕對零度（即 $0 \text{ K}$）時，若該物質具有**完美晶體（perfect crystal）**的結構，其內部的微觀狀態數將趨近於 1。根據波茲曼公式 $S = k \ln \Omega$，當 $\Omega = 1$ 時，熵值（Entropy）即等於零。這是我們計算物質絕對熵的重要起點，也是熱力學中極為關鍵的物理常數基礎。
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