高考申論題
111年
[材料工程] 材料熱力學
第 三 題
請參考下列數據推導估算水在 30°C 的飽和蒸汽壓。（20 分）
ΔH_H₂O,沸騰,373K = 40668 J mole⁻¹, ΔH_H₂O,熔融,273K = 6008 J mole⁻¹
Cp,H₂O(g) = 30 J K⁻¹mole⁻¹, Cp,H₂O(l) = 75.3 J K⁻¹mole⁻¹
T_H₂O,沸騰 = 100°C , ρ(l) = 1 g ∙ cm⁻³
(AW 原子量) AWH = 1, AWO = 16
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
遇到此類相平衡計算題，首先鎖定狀態函數。已知1 atm下水的沸點為373K，此時氣液平衡ΔG=0，可求出沸騰熵ΔS。接著利用克希荷夫定律（Kirchhoff's Law）結合ΔCp修正溫度差異，求出303K（30°C）時的ΔH與ΔS，最後代入ΔG = -RTlnP推算飽和蒸汽壓。注意：熔融熱與密度為干擾數據。
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【解題思路】利用沸點條件求出相變化的標準熱力學函數，再以克希荷夫定律修正溫度，最後藉由等溫等壓下的自由能變化計算平衡蒸汽壓。 【詳解】 已知：
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