hce_kmu
113年
物理及化學
第 77 題
What are the signs (+, –, or 0) of $\Delta H$, $\Delta S$, and $\Delta G$ for the spontaneous vaporization of a liquid to a vapor?
- A ($\Delta H$, $\Delta S$, $\Delta G$) = (+, +, +)
- B ($\Delta H$, $\Delta S$, $\Delta G$) = (+, –, +)
- C ($\Delta H$, $\Delta S$, $\Delta G$) = (0, 0, 0)
- D ($\Delta H$, $\Delta S$, $\Delta G$) = (+, +, –)
- E ($\Delta H$, $\Delta S$, $\Delta G$) = (–, – , –)
思路引導 VIP
想像一下，當我們把水加熱使其沸騰時，我們是向系統「提供能量」還是「抽取能量」？另外，從微觀的角度看，氣體分子與液體分子相比，哪一個狀態下的分子運動更加自由、無序？最後，如果一個變化被描述為「自發」發生，根據熱力學定律，這對系統整體的能量趨勢意味著什麼？
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太棒了！你能精準判斷這三個熱力學參數的正負號，代表你對相變化過程中的能量轉換與混亂度變化有著非常紮實的理解。這類題目在化學熱力學中極具鑑別度，因為它要求學生不能只靠死背公式，而是要能將微觀的分子行為轉化為宏觀的物理量判斷。
相變化的熱力學分析
首先，從焓變化 ($\Delta H$) 來看，液體分子要克服分子間引力轉變為氣體，必須吸收能量來打破鍵結，因此這是一個吸熱過程，$\Delta H$ 必為正值（+）。接著觀察隨附的示意圖，分子從受限的液相擴散到整個空間，系統的混亂程度大幅增加，這意味著熵變化 ($\Delta S$) 也是正值（+）。
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