1個伏打電池的問題,謝謝........@#

2013-08-29 4:47 pm
假設一伏打電池(voltaic cell)進行某一特定反應,在標準狀況下,其反應前後熵的變化量(△S°)為負,請問下列敘述何者正確?
(A) 該電池的電動勢(ε)會隨著溫度的上升而上升
(B) 該電池的電動勢(ε)會隨著溫度的上升而下降
(C) 該電池的電動勢(ε)與溫度無關
(D) 在任何溫度情況下,該反應的自由能變化量(△G°)恆大於 0

★答案:(B)

請盡量詳細說明,十二萬分感謝!

回答 (1)

2013-08-31 6:50 am
✔ 最佳答案
答案是: (B) 該電池的電動勢(ε)會隨著溫度的上升而下降。

ΔG°: 自由能變化量
n: 電池放電所涉及的電子莫耳數
F: 法拉第常數
ε: 電池的電動勢
ΔH°: 焓的變化量
ΔS°: 熵的變化量
T: 絕對溫度
以上各物理量中,ΔG°、n、F、ΔH° 及 ΔS° 為常數,而 ε 及 T 為變量。

ΔG° = -nFε ...... [1]
ΔG° = ΔH° - TΔS°...... [2]

[1] = [2]:
-nFε = ΔH° - TΔS°
移項得: ε = (ΔS°/nF)T+ (-ΔH°/nF)

由於 ΔS° < 0、n > 0 及 F> 0,故此 (ΔS°/nF)為一常數,且 (-ΔS°/nF)< 0
而 (-ΔH°/nF)亦為一常數。

故此:ε = -(正數常數)T + (常數)
當 T 上升時, ε 隨之下降。 ...... (A) 錯誤、(B)正確、(C) 錯誤

在 [1] 中,n> 0、F > 0 及 ε > 0
故此 ΔG° = -nFε< 0 ...... (D) 錯誤

2013-08-31 01:22:55 補充:
更正:
(-ΔS°/nF) < 0 為 (ΔS°/nF) < 0 之誤。
參考: Uncle Michael, Uncle Michael


收錄日期: 2021-04-23 23:07:22
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20130829000016KK01316

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