國營聯招 化學普通化學、無機化學103 年第 29 題單選題考點:氣體壓縮熵變考點:液→氣相變熵增
下列哪一個過程是亂度(entropy)減少?
A在恆溫下,將1 mol氮氣壓縮,使壓力由0.5 atm上升至1 atm正確答案
B1 mol的水汽化為水蒸汽
C5 mL乙醇與100 mL水混合
D將100 g的銅塊之溫度由27 K升高為300 K
A正確答案
亂度(entropy)與混亂程度成正比;壓縮氣體使體積縮小、分子可占空間減少,是少數使亂度下降的過程。
逐選項解析
A在恆溫下,將1 mol氮氣壓縮,使壓力由0.5 atm上升至1 atm氣體壓縮熵變✓ 正確
恆溫壓縮氣體,壓力由0.5→1 atm,體積減半,氣體分子可用空間縮小,微觀狀態數減少,亂度(entropy)確實減少。ΔS = nR ln(P₁/P₂) = 1×R×ln(0.5) < 0,故S減少。
B1 mol的水汽化為水蒸汽液→氣相變熵增✕ 錯誤
液態水汽化為氣態水蒸氣,相變從有序(液相)到無序(氣相),分子運動自由度大增,亂度顯著增加,ΔS > 0。
D將100 g的銅塊之溫度由27 K升高為300 K✕ 易錯陷阱
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