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97年 - 97 專技高考_專利師（選試專業英文及物理化學）、專利師（選試專業日文及物理化學）：物理化學#36690

科目：物理化學（包括化工熱力學） | 年份：97年 | 選擇題數：0 | 申論題數：12

試卷資訊

所屬科目：物理化學（包括化工熱力學）

選擇題 (0)

申論題 (12)

⑴在純水中，[H+ ] = [OH- ] = 10-7 M，求上述二個半電池反應在純水中的還原電位？
⑵在純水中裝上白金電極，並加入適量的電解質，用電來電解水，産生 H2(g)及 O2(g)。 問在理想狀況下，電解 1 莫耳的純水需要多少的電能？
⑶在家中，我們常用電鍋或電熱器煮東西。問上述⑵題中所使用的電能能將 25℃1 公升 的水加熱到幾度？
⑷某發明家聲稱他發明了一套水的電解裝置，能使用家裡的電，先將水電解為 H2 及 O2， 再燃燒來煮飯燒水，可用來節省電費。如果此發明家設計的電解槽和燃燒爐非常完 美的話，問由⑵所得到的 H2 和 O2 可用來加熱⑶中所提到的水至多少溫度？
⑸臺灣的家庭用電，很大部分來自火力發電廠。站在臺灣電力公司立場，上述⑷的發 明真的能為地球節能減碳嗎？說明您的理由。
⑴假設整個熱水器隔熱非常好，沒有任何熱能流失。已知晴天時地表的日照強度約為 400 W/m2 ，假設日照時間為 8 小時，問熱水器的溫度可達幾度？（註：該熱水器起始溫 度即為環境溫度 25℃，1 W = 1 J/sec。）（6 分）
⑵在沒太陽照射下或是晚上，環境溫度為 25℃時，該産品規格書中說明 70℃的水溫經 12 小時，溫度會降到 40℃。問該熱水器在每一秒鐘每一溫度差的條件下，會流失多少熱量？ （註：亦即求該熱水器的散熱係數或熱傳導係數。）（10 分）
⑶在⑵所標示的熱能流失的條件下，如果日照時間可無限延長，請問該熱水器理論上最高可 達到的溫度為多少？如果該項産品的規格表聲稱最高溫度可達 70℃，問此溫度規格是在合 理範圍內或是有誇大之嫌？說明您的理由。（註：假定環境溫度一直維持在 25℃。）（10 分）
【已刪除】三、下圖為彈卡計（Bomb Calorimeter）的實驗裝置示意圖。請寫下 A、B、C、D、E、F 所標 示的配件或物品名稱，並簡述其在儀器中所擔負的功用。（24 分）
⑴寫下氣體碰氣壁的頻率的公式。（4 分）
⑵如圖所示逸散實驗，氣體容器體積為 V，起始氣壓為 P0，氣體分子量為 M，溫度為 T。 容器只有一個 0.10 cm 直徑的圓形開口，推導出容器氣壓（或是容器氣體的莫耳數）隨時間 變化的方程式，並求其積分解。（註：假設氣體為理想氣體）（8 分）
⑶如果容器是 1 公升，起始氣壓為 1 大氣壓，氣體為氧氣，溫度為 300K。問容器氣壓降為 一半所需時間多長？（8 分） 
（註：R = 1.987 cal/mol-deg = 8.314 J/mol-deg = 0.082 L atm K-1mol-1）