加載中. ..
PDF
112 年特種考試地方政府公務人員考試試題
等 別
：
三等考試
類 科
：
化學工程
科 目
：
物理化學
（
包括化工熱力學
）
考試時間
：
2
小時
座號
：
※注意：可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
代號：
35030
頁次：
2
－
1
一、純水的固
液
氣三相點（triple point）為 0.01℃及 611.73 Pa。純水的凝
固點、沸點與壓力有關，凝固點隨壓力增大而下降，沸點則隨壓力增大
而提高。在一個標準大氣壓，水的凝固點為 0℃、沸點為 100℃。
（每小題 10 分，共 20 分）
請利用吉布斯相律（Gibbs phase rule）說明三相點（triple point），以及
為何凝固點與沸點會隨壓力變化？
請畫出純水的 P-T（壓力
溫度）圖，並標示固相/液相邊界與液相/氣
相邊界的斜率。
二、只與現有狀態有關，與改變過程無關的性質，稱為狀態函數（state
functions），如內能（internal energy）
U
就是狀態函數。
（每小題 10 分，共 20 分）
請說明焓（enthalpy）的定義，並說明焓是否為狀態函數？
請說明熵（entropy）的定義，並說明熵是否為狀態函數？
三、一個電池（galvanic cell）的二個電極分別為 Cu 與Zn。Cu 與Zn 的氧化
反應， 2
Cu Cu 2e
與2
Zn Zn 2e
的電極電位分別為
0.337 V
與
0.763 V
。（每小題 10 分，共 20 分）
電池的陽極（anode）與陰極（cathode）的定義為何？此電池的陽極為
何？為什麼？
電池的正極（positive electrode）與負極（negative electrode）的定義為
何？此電池的正極為何？為什麼？
代號：
3
5030
頁次：
2
－
2
四、物質是由分子所構成，真實的氣體分子在移動的過程中，彼此間也會
產生碰撞。A氣體分子的半徑為 0.35 nm，移動速率為 4.5×102m/s。請
問A氣體在 300 K 與1 bar 的狀態下，其平均自由徑（mean free path）
為何？（10 分）
請問理想氣體（ideal gas）是否會有平均自由徑？為什麼？（10 分）
氣體常數 R = 8.314 3
m Pa
mol K
；1 bar = 105Pa；1 J = 1 3
m Pa
五、一個在 25℃與一個標準大氣壓的二元（binary）溶液（solution），是由純
物質 A與純物質 B混合生成。純物質 A與純物質 B在25℃與一個標準
大氣壓的吉布斯自由能（Gibbs free energy）分別為
O
A
G
與
O
B
G
。
A
x
與
B
x
分別為物質 A與物質 B的莫爾組成分率。（每小題 10 分，共 20 分）
若是此溶液為理想溶液，此二元溶液的混合焓（enthalpy of mixing）為
何？混合熵（entropy of mixing）為何？吉布斯混合自由能（Gibbs free
energy of mixing）為何？
若此溶液的過剩混合吉布斯自由能（excess Gibbs free energy of mixing）
為1.5 RT
A B
x x
。此溶液的吉布斯自由能為何？並請解釋何為過剩混合
吉布斯自由能？