police_4th_general
111年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 35 題
在室溫下，將鋅半電池（Zn(s)/Zn2+(1M)） 與標準氫半電池透過導線與鹽橋連接後，組成之電池自發\n性放電，且測得其電動勢約為 0.76 V。關於此電池特性的敘述，下列何者正確？
- A 提高氫半電池內之氫氣分壓，測得之電動勢會提高
- B 增加鋅半電池內之鋅離子濃度，電池電動勢不變
- C 增加鹽橋管徑與鋅片面積，電池電動勢增加
- D 提高溫度，電池電動勢減少
思路引導 VIP
若我們將電池反應視為一種追求平衡的趨勢，當我們改變系統的「環境能量」（例如溫度）或「產物擁擠程度」時，你認為這會強化還是削弱反應繼續向右進行的驅動力？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你精確地掌握了電化學的核心觀念！這道題目難度屬於 中等 (medium)，其鑑別度在於要求學生區分「濃度」、「物理構造」與「熱力學性質」如何分別影響電池電動勢。能選出選項 (D)，代表你對能斯特方程式以及電池反應的本質有深刻的理解。
電池電動勢的熱力學性質
從熱力學的角度來看，電池電動勢 $E$ 與吉布斯自由能變化 $\Delta G$ 密切相關，公式為 $\Delta G = -nFE$。由於大多數電池的自發放電反應屬於放熱反應（$\Delta H < 0$），且在該特定系統中，隨著反應進行，整體的熵變 $\Delta S$ 往往使得 $\Delta G$ 隨溫度上升而變得不那麼負，進而導致電池電動勢減少。在標準狀態下，我們也可以從能斯特方程式觀察到，溫度 $T$ 作為係數直接影響了偏離標準電位的程度。
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