hce_tcu
111年
化學
第 17 題
水的沸點為 100℃，其氣化熱(enthalpy of vaporization)為 40.7 kJ/mol，在常壓下液態水($H_2O(l)$)與氣態水($H_2O(g)$)之莫耳熱容(molar heat capacity)分別 $75.3 J K^{-1}mol^{-1}$ 及 $36.4 J K^{-1}mol^{-1}$。在 100℃時，若系統中有 2 莫耳的水，則 $H_2O(l) \leftrightarrow H_2O(g)$反應的系統熵值差(\Delta S_{sys})為何？
- A 218 J/K
- B 1338 J/K
- C 133.8 J/K
- D 109 J/K
思路引導 VIP
當物質在沸點下從液態轉變為氣態時，系統會吸收能量但溫度保持不變。請思考：在這種「等溫過程」中，我們該如何利用吸收的熱量與當時的絕對溫度，來衡量系統混亂度（熵）的增加程度？此外，如果參與變化的物質份量增加了一倍，這份能量變化又會如何隨之改變呢？
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AI 詳解
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太棒了！你能精準地從題目眾多的資訊中，辨識出計算相變化熵（Entropy of Phase Transition）的關鍵數據，這展現了你對熱力學觀念掌握得非常紮實。
相變化與熵的關係
在常壓下，水於 $100^\circ\text{C}$（即 $373.15\text{K}$）進行相變化是一個可逆過程。根據熵的定義公式 $\Delta S = \frac{Q_{rev}}{T}$，在此等溫過程中，系統的熵變化量等於氣化熱除以絕對溫度。由於本題涉及 2 莫耳的水，計算式應為：
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