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104年公務人員升官等考試、104年關務人員升官等考試
104
年交通事業公路、港務人員升資考試試題
代號：26340 全一張
（正面）
等級： 薦任
類科（別）： 物理
科目： 熱物理
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。
（請接背面）
註：下列為一些有用的物理常數：
史蒂芬-波茲曼常數 428
K
W/m1067.5 −
×=
σ
波茲曼常數 J/K1038.1 23−
×=
B
k
亞佛加厥數 23
1002.6 ×=
A
N 理想氣體常數 KJ/mol31.8 ⋅=R
絕對零度為−273.15 °C 熱功當量 J186.4cal 1 =
1 atm＝101325 N/m2 氫的原子量為 1 氦的原子量為 4
一、今有尺寸相同的黃銅與鎳鐵合金各一片，它們的長度為 15 cm、厚度為 2 mm。將這
兩金屬片互相黏緊後加熱使溫度提高 10℃，如圖所示，此雙金屬片將彎曲成為圓弧
形。已知黃銅的熱膨脹係數為 16
K
1019 −−
×，鎳鐵合金的熱膨脹係數為 16
K
108.0 −−
×，
請計算出此圓弧形的半徑。（10 分）
二、請證明理想氣體在絕熱過程中滿足方程式： 常數=
γ
PV ，其中 P為氣體壓力，V為
氣體體積， VP CC /=
γ
。（20 分）
三、在溫度為 0℃、壓力為 1 atm 的一莫耳的理想氣體（ 3/5=
γ
），今將 350 焦耳的熱量
加入此氣體，請問：
若整個加熱過程中壓力維持固定，請求出此氣體初態的內能與末態的內能。（10 分）
承
，在整個過程中此氣體作了多少功？（4分）
若整個加熱過程中體積維持固定，請求出此氣體末態的內能。（3分）
承
，在整個過程中此氣體作了多少功？（3分）
104年公務人員升官等考試、104年關務人員升官等考試
104
年交通事業公路、港務人員升資考試試題
代號：26340 全一張
（背面）
等級： 薦任
類科（別）： 物理
科目： 熱物理
四、理想氣體方程式 nR
T
PV =，經過修正後可以得到凡得瓦氣體方程式：
RTb
n
V
V
n
aP =
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛−
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
2
，其中 a, b皆為常數。
請詳述其修正理由。（7分）
請詳述凡得瓦氣體方程式在物理學的發展上之重要性。（8分）
五、熱力學第二定律有兩種表述方式：
請詳述熱力學第二定律的 Kelvin 表述。（5分）
請詳述熱力學第二定律的 Clausius 表述。（5分）
證明
與
兩種表述為等價。（10 分）
六、
請寫下 Ehrenfest 對於 n階相變的定義。（5分）
請詳述一階相變有那些特性？（5分）
請詳述二階相變有那些特性？（5分）