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106年公務人員高等考試三級考試試題

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Academic year: 2021

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106年公務人員高等考試三級考試試題

代號:26360

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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,須詳列解答過程。

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。

(請接背面)

一、空氣經噴嘴(nozzle)膨脹,從可忽略的初速到末速 350 m/s。試計算溫度降低幾度?

假設空氣為理想氣體, R 2

Cp = 7 。R 為氣體常數(8.314 J/(mol.K))。(20 分)

二、波次曼(L.Boltzmann)對於能量分布提出以下之關係:占領某一能階之粒子之機率(Pn)為

q e N

an βεn

=

n =

P (1)

其中,an為占領第 n 階的粒子數,N 為全部粒子數,εn為第 n 階的粒子能量,

= e βεn

q 為分配函數(partition function)。此群粒子的平均能量可以表示成

∑ =

= n

n βε n

n n ε e n

q N ε a

ε 1

N

= (2) E

試導證

=

dT q kT2 dAn

ε (20 分)

三、下列電池在 25℃的電位差ε =1.015V,其

( )

∂εT P = 4.02×104 V/K。

Zn|ZnCl2(0.555 m)|AgCl|Ag 試求放電時的電池反應,(5 分)△S。(5 分)

四、若某一化學反應活化能為 42 kJ/mol,為克服其活化能,相當於需吸收多少波數(1/cm)

的入射光?(普郎克常數 h = 6.63 ×10-34 J.s)(15 分)

五、試導一級反應與二級反應之反應百分率-時間方程式。(10 分)

試求 t = 2 t1/2時,兩個反應之個別反應百分率。(10 分)

六、在 Joule 實驗,n moles 理想氣體對真空進行絕熱自由膨脹。試求△S 與初溫、終溫、

初體積、末體積等函數關係。(15 分)

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