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國營聯招 機械
95 年 · 第 13 題
國營聯招 機械
熱力學
95 年
第 13 題
單選題
一個可逆系統向外界傳輸熱量,系統的熵:
A
增加
B
不變
C
減少
正確答案
D
先增加後減少
E
無法判斷
答案與詳解
C
正確答案
可逆系統向外界傳輸熱量(放熱),系統熵必定減少,因為 dS = δQ/T,Q為負值故 dS < 0。
為什麼答案是 C
可逆放熱過程,dS = δQ/T,Q < 0 且 T > 0,故 dS < 0,系統熵減少,為正解。
考點:熵與吸放熱方向
考點:等熵過程條件
考點:可逆過程熵變化
考點:熵變化單調性
載入中…
完整詳解
Pro · 無限
重點
可逆系統向外界傳輸熱量(放熱),系統熵必定減少,因為 dS = δQ/T,Q為負值故 dS < 0。
秒殺技巧
記住公式 dS = δQ/T:放熱 Q < 0 → dS < 0 → 熵減少。可逆過程才能直接用等號,不可逆則用不等號(克勞修斯不等式)。
逐選項分析
A
熵與吸放熱方向
✕
熵增加表示系統吸熱(Q > 0),與題意放熱相反,故錯誤。
B
等熵過程條件
✕ 陷阱
熵不變只發生在可逆絕熱過程(等熵過程,Q = 0),本題有熱量傳輸,故熵不為零變化。
C
可逆過程熵變化
✓ 正確
可逆放熱過程,dS = δQ/T,Q < 0 且 T > 0,故 dS < 0,系統熵減少,為正解。
D
熵變化單調性
✕
可逆過程熵變化方向由 Q 符號決定,持續放熱則熵持續減少,不會先增後減。
E
條件充分性判斷
✕
題目已明確說明可逆且放熱,條件足夠判斷熵必然減少,無「無法判斷」之情況。
熵變化與過程類型對照
過程類型
熱量 Q
熵變化 ΔS
說明
可逆吸熱
Q > 0
ΔS > 0(增加)
dS = δQ/T > 0
可逆絕熱
Q = 0
ΔS = 0(不變)
等熵過程
可逆放熱
Q < 0
ΔS < 0(減少)
本題情境
不可逆過程
任意
ΔS > δQ/T
克勞修斯不等式
陷阱提醒
最常見陷阱是誤選B「不變」,因為題目說「可逆」就直覺聯想到等熵過程。但等熵的前提是可逆『且』絕熱,本題有熱量傳輸,不滿足絕熱條件,故熵不為零變化。切記:可逆 ≠ 等熵,可逆絕熱才等熵!
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