高考申論題
113年
[化學工程] 物理化學(包括化工熱力學、動力學)
第 二 題
📖 題組：
五、下列關於二元系統汽-液相平衡之熱力學相關名詞，請解釋其意義、定義或用相關式子加以說明。（每小題 5 分，共 20 分）
(一)理想溶液（ideal solution）
(二)化學勢（chemical potential）
(三)逸壓係數（fugacity coefficient）
(四)亨利定律（Henry’s law）
五、下列關於二元系統汽-液相平衡之熱力學相關名詞，請解釋其意義、定義或用相關式子加以說明。（每小題 5 分，共 20 分）
(一)理想溶液（ideal solution）
(二)化學勢（chemical potential）
(三)逸壓係數（fugacity coefficient）
(四)亨利定律（Henry’s law）
📝 此題為申論題，共 4 小題
小題 (二)
化學勢（chemical potential）
思路引導 VIP
從偏莫耳性質（Partial Molar Property）的角度出發，解釋其對平衡判定的重要性。
小題 (一)
理想溶液（ideal solution）
思路引導 VIP
應從分子間作用力、逸壓關係（Lewis-Randall Rule）以及混合熱、體積變化等熱力學特性來定義。
小題 (三)
逸壓係數（fugacity coefficient）
思路引導 VIP
說明逸壓與壓力的關係，以及它如何衡量「非理想氣體」的程度。
小題 (四)
亨利定律（Henry’s law）
思路引導 VIP
說明其適用範圍（稀薄溶液）以及與路易斯-蘭德爾法則的區別。
化學勢的定義與應用
💡 化學勢即偏莫耳吉伯士自由能，是相平衡的根本驅動力。
🔗 相平衡的熱力學驅動鏈
- 1 化學勢差異 — 兩相間同一組分的化學勢不相等（μiα > μiβ）
- 2 物質自發流動 — 物質由高化學勢相流向低化學勢相以降低自由能
- 3 自由能極小化 — 系統總吉伯士自由能隨物質轉移而持續下降
- 4 達成相平衡 — 各相間化學勢相等（μiα = μiβ），系統達到穩定
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🔄 延伸學習：延伸學習：在工程計算中，常將化學勢轉換為「逸壓」來處理非理想系統。
