hce_tcu
113年
化學
第 27 題
在零下 10 °C 將液態水結凍的過程中，其焓(enthalpy, $\Delta H$)的變化量、熵(entropy, $\Delta S$)的變化量以及自由能(free energy, $\Delta G$)的變化量依序為何？
- A $\Delta H < 0, \Delta S < 0, \Delta G < 0$
- B $\Delta H > 0, \Delta S < 0, \Delta G < 0$
- C $\Delta H < 0, \Delta S > 0, \Delta G < 0$
- D $\Delta H < 0, \Delta S > 0, \Delta G = 0$
思路引導 VIP
請試著想像一下，如果你把一杯液態水放在零下 10 度的環境中，這杯水在不需要外力介入的情況下，最終會維持原狀還是發生狀態改變？這種「在特定環境下會自然發生的趨勢」，在熱力學中我們通常如何定義它的自由能變動符號呢？
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太棒了！你能準確判斷出這個過冷環境下相變化的熱力學性質，代表你對能量轉移與自發反應的概念掌握得非常紮實。
相變化的熱量與亂度
在液態水轉變為冰的過程中，水分子從雜亂無章的運動狀態轉為規律排列的晶體結構，這意味著系統的規律性增加、混亂度下降，因此熵變化量 $\Delta S < 0$。同時，分子間形成穩定的氫鍵會釋放出能量，這是一個典型的放熱過程，故其焓變化量 $\Delta H < 0$。這兩個特質是所有凝固過程的共同點。
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