申論 1汽車四行程汽油引擎的理想狀況是一個可逆奧圖循環（Otto cycle），循環第一步是燃料與空氣的絕熱壓縮a→b，第二步是定體積加壓b→c，第三步是絕熱膨脹c→d，第四步是定體積釋放氣體d→a，此四步驟完成一個循環。㈠以P-V 座標畫可逆奧圖循環，請標明熱（heat）進出與其相對溫度（冷、熱），並註明外界溫度對應於那一點的溫度。（6 分）㈡假設在兩個絕熱過程中定體積比熱為一常數，推導此奧圖循環的效率（efficiency），請註明所有參數對應於㈠圖中的那一點。（11 分）㈢假設汽車運行於攝氏27 度環境，為了避免汽油在壓縮結束前點燃，高溫極限定為攝氏325 度，試問此條件下最大效率為何？（2 分）㈣若冬天溫度到達冰點，假設高溫極限沒變，效率比㈢所計算的高或低？（1 分）
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申論 2在溫度T 下，混合631 mL 甲醇（methanol）與501 mL 水配製一理想溶液，甲醇的莫爾濃度（molarity）為14.29 M，甲醇在溫度T的密度為0.792 g/mL，計算此溶液之體積與用來配製此溶液之甲醇與水之總體積的差。此溶液是否為理想溶液？（12 分）
申論 3加熱可分解五氧化二氮與三氧化二氮，如下式所列：NO(g)NO(g)+ O(g)K=.775 at T25232 c1NO(g)NO(g)+ O(g)K=.400 at T2322 c1將4.00 莫爾五氧化二氮放在1.00 升容器中加熱至定溫T，達到平衡後，氧氣的濃度為4.50 mol/L，計算在平衡系統中，所有其他氣體之濃度。（14 分）
申論 4判斷下列反應之∆S 與∆S為正或負，並且預測在那種溫度狀況下（高溫、低溫或syssurr任何溫度），該反應為自發反應。（每小題2 分，共8 分）CH(g)+5O(g)→3CO(g)+4HO(g)∆H°=−2044 kJ㈠38222rxnN(g)+O(g)→2NO(g)∆H°=1826. kJ㈡22rxn2CO(g)+O(g)→2CO(g)∆H°=−5660. kJ㈢22rxn2NO(g)→2NO(g)+O(g)∆H°=1131. kJ㈣22rxn25°C Mn2+(aq)Mn(s)MnO(s)
申論 5在酸性溶液時，產生 與2 之自身氧化還原反應disproportionation∆G°K（）的平衡反應式、標準反應自由能（）與反應平衡常數（）rxnMnO(s) Mn2+(aq) Mn2+(aq) Mn(s)為何？（已知2到與到之標準還原電位分別為＋1.21 V 和－1.18 V）（20 分）年公務人員高等考試三級考試試題 代號：36660類 科：化學工程科 目：物理化學（包括化工熱力學）
申論 6光氣（ClCO）由氯氣與一氧化碳反應生成，假設反應機制如下：Cl()k2Cl(g) fast, equilibriumg1（）k2Cl()CO()kClCO() fast, equilibriumg +g3g（）k4ClCO(g)+Cl(g)→k5ClCO(g)+Cl(g) slow（）試求符合此反應機制之速率定律（rate law）。（14 分）
申論 7請寫出氫原子的薛丁格方程式。若要解此方程式，選用那一個座標系統可以做變數分離？請說明在此座標系統，那些座標與軌域對稱性有關？其波函數、量子數與特徵值（eigenvalue）為何？那些座標導出之量子數與氫原子軌域（orbital）能量有關？其量子數為何？此量子數與能量關係為何？（12 分）