106年公務人員高等考試三級考試試題
代號:26360全一頁
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
( )
∂ε∂T P = −4.02×10−4 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)