申論 1㈠凡得瓦方程式（van der Waals equation）是描述氣體壓力、溫度與體積間關係的重要狀態方程式。請寫出凡得瓦方程式。（4 分）㈡物質A 的臨界溫度（T, critical temperature）為304 K。臨界壓力（P,CCcm3critical pressure）為74 bar、臨界體積（V, critical volume）為94。Cmol假設A 的壓力、溫度與體積關係，符合凡得瓦方程式。請在壓力（P）-體積（V）圖上，畫出A 在290 K, 304 K 與380 K 的等溫線圖（isotherm）（定性即可，不須計算），壓力範圍為30 bar 到100 bar，體積範圍為cm310 到500。（6 分）mol
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申論 2莫里爾圖（Mollier diagram）是H（焓, enthalpy）- S（熵, entropy）圖。㈠請畫出莫里爾圖（範圍須涵蓋固態、液態與氣態），並在圖上標示各區域的相與三相點線（triple-point line）。（6 分）㈡請說明在此莫里爾圖中氣相區的等壓線（isobar）斜率恆為正值。（提ቀ∂Hቁ示：在莫里爾圖中的等壓線斜率為）（4 分）∂SP
申論 3㈠經由定壓力冷卻、再經定體積加熱的程序，將一莫爾的理想氣體，從1 bar、300 K 壓縮至5 bar、300 K。請在壓力-體積（P-V）圖上畫出此程序。（3 分）㈡經由恆溫壓縮的程序，將一莫爾的理想氣體，從1 bar、300 K 壓縮至5 bar、300 K。請在壓力-體積（P-V）圖上畫出此程序。（3 分）㈢此理想氣體的C=2.5R，C=3.5R。請計算此二個程序的ΔU 與ΔH。VP（4 分）
申論 4卡諾循環（Carnot cycle）在熱力學第二定律探討中具有非常重要的地位。請在壓力-體積（P-V）圖上畫出卡諾循環，（4 分）並說明其所包含的四個步驟。（6 分）
申論 5阿瑞尼斯方程式（Arrhenius equation）是非常重要的動力學方程式。請寫下阿瑞尼斯方程式，並請說明方程式中所用到的參數與常數。（10 分）
申論 6㈠pH 是由Sorenson 於1909 所提出，是現在最普遍用來敘述酸鹼程度的數值。pH 的定義為何？（4 分）㈡何謂緩衝溶液（buffer solution）？（6 分）
申論 7㈠電動勢（electromotive force）的單位為何？（4 分）㈡請寫出化學反應的自由能改變與電動勢的數學關係，並請解釋數學式中的參數與常數。（6 分）
申論 8原子內的電子常以四個量子數（quantum numbers）來描述，請列舉此四個量子數，並扼要說明。（10 分）
申論 9在一個大氣壓下，純A 的熔點為231℃，純B 的熔點為327℃。A-B 二元系統中有一個共晶（eutectic）反應，沒有二元的化合物。在溫度範圍50℃到350℃，此系統存在著(A)固相、(B)固相與液相。共晶反應的溫度為183℃。共晶反應的(A)相、液相與(B)相的組成分別為2at.%B,26at.%B 與71at.%B。㈠何謂共晶反應？（4 分）㈡請畫出A-B 二元系統相圖。溫度範圍為50℃到350℃，並請標示出各相區。（6 分）
申論 10一具卡諾引擎（Carnot engine）在1200 K 吸熱600,000 kJ，在500 K 做功。請問：㈠何為卡諾引擎？（2 分）㈡做功為多少？（4 分）㈢放熱為多少？（4 分）