2006
1. 在熱力學的系統中，為何需要知道 的涉(??)及氣體的狀態方程式?
徵求解答...
2. 何謂thermodynamic property? 試以數學的表示式說明之。他在熱力學中有何重要的意
義?
A:(1) 在熱力系統中，只與最終狀態(與過程無關)的特殊量
若x為某一 thermodynamic property
delta x =x2-x1
環場積分dB=0 環場積分dx=0
(2) 最大用處在於定義一系統之狀態特性
環場積分dB=0 一旦回到原始狀態，則delta B不會改變
3. 在一可逆的熱力過程中由狀態一到狀態二所涉及的火商變化依壓力比、溫度比、體積比
呈何變化，式推導之。
A: from first law of thermodynamics,
delta Q = dU + PdV
→ Tds= dU + PdV ------(1)
because H = U + PV , dH = dU + PdV + VdP = Tds + VdP
→ Tds = dH - VdP ------(2)
for ideal gas, PV = mRT
from (2) ds = (dH/T) - (VdP/T) , s2-s1 = m cp ln(T2/T1) - mR ln(P2/P1)
from (1) ds = (dU/T) + (PdV/T) = m Cv (dT/T) + mR(dV/V) ,
s2 - s1 = m Cv ln(T2/T1) = mR ln(V2/V1)
4. 熱力學視為一門科學，它所依循的四大定律為何? 為何缺一不可? 它們之間的關係為何
A: 第一定律(能量守恆)
E2 - E1 = Q - W energy eq. for T = DT/Dt = k (gradient square) T + Q
而 Zeroth law 是為了 1st law 存在的，它建立了 temperature scale (與物種無關)
其內容為：當二物體分別與第三物體達成熱平衡，則可說他們三者成熱平衡且溫度相等
但第一定律僅做了能量分析，並不知道能量的流向，而第二定律告訴了我們能量的流向
第二定律(描述 energy quality)
一旦有能量傳遞發生，energy 守恆，但 energy level 必發生永久改變
他定義了能量之流向，理想循環裝置(carnot engine)的分析，系統是否改變狀態
而由第二定律引出一 system property 火商 ，用來決定系統是否達熱平衡，但僅知
火商之變化 s2 - s1 >= (從1積到2) (delta Q /T)
所以需要第三定律來建立火商之 reference
第三定律
T = 0 , 達完全內部平衡之純物質之絕對火商 = 0 → s0 = 0
s1 - s2 = .....(請自己查)
5. 卡諾循環具有最高的熱效率 Q ，他為何被視為標竿引擎循環，試說明理由。
A:
6. 何謂火商? 它的功能為何? 它的源由為何?
A: 為了說明熱力學第二定律所引導出之一 thermodynamic property, 稱之為火商
Def: entropy為一 system property, 用來決定系統是否達平衡
s2 - s1 = (從1積到2) (delta Q /T)rev
to be continued...
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