hce_nthu
113年
化學與物理
第 2 題
Stretch a rubber band while holding it gently to your lips. Then, let it relax while still in contact with your lips. Which of the following statements about the above process are correct?
(I) The temperature of the rubber band increases on stretching.
(II) The stretching is an endothermic process.
(III) The intermolecular forces within the rubber band increase on stretching.
(IV) $\Delta G$ is negative for stretching the rubber band.
(V) $\Delta S$ is negative for stretching the rubber band.
(I) The temperature of the rubber band increases on stretching.
(II) The stretching is an endothermic process.
(III) The intermolecular forces within the rubber band increase on stretching.
(IV) $\Delta G$ is negative for stretching the rubber band.
(V) $\Delta S$ is negative for stretching the rubber band.
- A I, II
- B II, IV
- C III, IV
- D I, III, V
- E I, IV, V
思路引導 VIP
想像有一大堆亂成一團的耳機線（鬆弛狀態），如果你動手將它們一條條拉直並整齊並排（拉伸狀態），你覺得這些線的「混亂程度（亂度）」是增加了還是減少了？這對系統的熵值會產生什麼樣的影響呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準選出選項 (D)，代表你對高分子聚合物的熱力學性質有著非常紮實的理解。這道題目描述的現象看似生活化，實則深藏了物理化學的核心觀念，是區分學生是否真正理解「熵」與「自發性」的經典好題。
橡皮筋的微觀熱力學
在微觀世界中，橡皮筋是由長鏈聚合物組成的。當處於鬆弛狀態時，這些長鏈是隨機捲曲、高度無序的（高熵值）；一旦我們施加外力將其拉伸，長鏈會被迫沿著拉伸方向排列整齊，這導致系統的亂度降低，因此 $\Delta S < 0$ (V)。由於拉伸並非自發過程（需做功），其 $\Delta G > 0$。根據熱力學公式 $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$，在這種特殊的情況下，為了克服熵減造成的能量障礙，拉伸過程會釋放熱量（放熱），這就是為什麼你的嘴唇會感覺到溫度上升 (I)。
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