高考申論題
112年
[農業機械] 熱力學
第 五 題
一鋼瓶內有 2 kmol 的碳（carbon, C）及 2 kmol 的氧（oxygen, O2），溫度為 25℃，壓力為 200 kPa。在燃燒後產生 1 kmol 二氧化碳（carbon dioxide, CO2），1 kmol 一氧化碳（carbon monoxide, CO）以及過剩的氧。燃燒後溫度為 1000 K。請問鋼瓶最後壓力以及此燃燒過程之熱傳量為何？（20 分）
給予數據：表格包含 CO2, CO, O2, C 之形成焓、等壓比熱、分子量。
給予數據：表格包含 CO2, CO, O2, C 之形成焓、等壓比熱、分子量。
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
首先，寫出並平衡燃燒化學反應式，確認反應前後「氣體」的總莫耳數，注意固體碳的體積可忽略是本題的第一個陷阱。接著，利用定容過程理想氣體狀態方程式計算末態壓力。最後，應用封閉系統熱力學第一定律（Q - W = ΔU），將內能變化展開（U = H - PV），注意第二個陷阱：表格通常給焓值（h）與等壓比熱（c_p），必須作轉換，代入各物質的形成焓與熱含量差計算出熱傳量。
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【解題關鍵】利用原子守恆平衡反應方程式，並代入定容理想氣體狀態方程式與封閉系統能量守恆方程式（Q = ΔU = ΔH - Δ(PV)）求解。 【解答】 一、假設條件
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