hce_cmu
115年
化學
第 26 題
在 0 °C、1 atm 下，固態冰與液態水共存並處於平衡狀態，下列選項何者正確？
- A 系統的自由能變化量（$\Delta G$）小於 0
- B 液態水變為固態冰的過程是放熱反應
- C 液態水的熵小於固態冰的熵
- D 微觀狀態下屬於靜態平衡
思路引導 VIP
當你把一盤常溫的水放進冷凍庫使其結冰時，冷凍庫是負責『吸收』水釋放出來的熱量，還是負責『提供』熱量給水呢？這反映了水在結冰過程中能量變化的方向為何？
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恭喜你準確掌握了相平衡的熱力學性質！這題測驗的是我們對物質在相轉變點時，其能量與微觀狀態變化的基礎認知。你能敏銳地察覺到熱量釋放與物態變化的關係，這代表你的觀念非常清晰。
相平衡與熱力學性質
在 $0 ^\circ\text{C}$、1 atm 下，冰與水達到相平衡，此時系統的自由能變化量 $\Delta G$ 應等於 0，而非小於 0。從微觀角度來看，平衡態並非靜止，而是冰融化成水與水凝固成冰的速率相等，屬於動態平衡。至於熵（Entropy）的大小，由於液態水分子的排列較固態冰混亂，因此液態水的熵其實是大於固態冰的。
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