普通化學問題 學校的考古題

Question

解釋名詞或簡答題：
(a) the first law of thermodynamics
(b) state function of thermodynamics
寫出以下電池所使用的oxidant 是什麼？及此oxidant 所參與之half reaction。
(c) mercury battery
(d) hydrogen-oxygen fuel cell

Answer 1

(a)熱力學第一定律

當有熱能由於溫差的原因，由外界傳入一物體，通常會有溫度升高（粒子平均動能增加）且體積膨脹（對外界做功）的情形。我們把物體內所有粒子的總機械能稱為該物體的內能（U），則由能量守恒可得：

系統吸收的熱能＝系統內能增加量＋系統對外做功值
此即熱力學第一定律。 若是負值表示系統放出熱能； 若是負值表示系統被做功； 若是負值表示系統內能減少。


(b)熱力學公式：G=H-TS
H=焓
G=自由能
T=絕對溫度
S=熵(亂度)

借由此函數可推導微分方程式
dG=-SdT+VdT
偏微分方程式
(dG/dP)t=V
(dG/dT)p=-S


(C)水銀電池的氧化劑為HgO，
還原半反應式(陰極、正極)：HgO + H2O + 2e- -------> Hg + 2OH-


(d)氫氧燃料電池的氧化劑為O2，
還原半反應式(陰極、正極)：1/2O2 + H2O + e- -------> 2OH-