112年 地方特考 三等 化學工程 物理化學(包括化工熱力學) 試卷

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112
三等考試
化學工程
物理化學
包括化工熱力學
考試時間
2
小時
座號
可以使用電子計算器。
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
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Gibbs phase rule說明三相點triple point
為何凝固點與沸點會隨壓力變化?
請畫出純水的 P-T(壓
溫度)圖,並標示固相/液相邊界與液相/
相邊界的斜率。
二、只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 ZnCu Zn 的氧化
反應 2
Cu Cu 2e
2
Zn Zn 2e
的電極電位分別
0.337 V
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體分子的半徑為 0.35 nm動速率 4.5×102m/s
A氣體在 300 K 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 = 105Pa1 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合生成純物 A與純物質 B25℃與一個標準
大氣壓的吉布斯自由能Gibbs free energy分別為
O
A
G
O
B
G
A
x
B
x
分別為物質 A與物 B的莫爾組成分率。(每小題 10 分, 20 分)
若是此溶液為理想溶液二元溶液的混合焓enthalpy of mixing
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
1.5 RT
A B
x x
釋何剩混
吉布斯自由能?
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