Q135.
有關水的吉布斯自由能（Gibbs free energy,G）與溫度和壓力關係的敘述，下列何者正確？
化工 · 乙級 · 物理化學 · Q135
難易度分析
3 / 5
本題屬於複選題型，要求考生必須同時掌握 Gibbs 自由能與溫度、壓力之間兩種不同的偏微分關係，並正確判定其增減方向，對概念的精準度要求較高。
正確答案 (複選)：②, ③
- ② 等壓下：溫度越高，G 值越小:由 (∂G/∂T)_P = -S 可知，熵 S 恆為正，故等壓條件下溫度上升會使 Gibbs 自由能 G 下降，此為熱力學基本微分關係的正確應用。
- ③ 等溫下：壓力度越高，G 值越大:由 (∂G/∂P)_T = V 可知，體積 V 恆為正，故等溫條件下壓力升高會使 Gibbs 自由能 G 增大，符合熱力學對純物質的壓力依賴關係。
錯誤選項解析
- ① 等壓下：溫度越高，G 值越大:根據熱力學基本關係式 (∂G/∂T)_P = -S，由於水的熵 S 為正值，因此等壓下溫度升高時 G 值應減小而非增大，此敘述與熱力學原理相反。
- ④ 等溫下：壓力越高，G 值越小:根據 (∂G/∂P)_T = V，體積為正值，因此等溫下壓力越高 G 值應越大而非越小，此敘述與熱力學偏微分關係相悖。
Learning Tip
"本題核心考點為 Gibbs 自由能的溫度與壓力偏微分關係：(∂G/∂T)_P = -S（G 隨溫度升高而降低）與 (∂G/∂P)_T = V（G 隨壓力升高而增大）。常見陷阱是將兩者方向記反，建議從物理意義理解：溫度升高使系統熵增，自發性提高故 G 下降；壓力增大對系統做功，故 G 上升。"
學員答題分佈
①等壓下：溫度越高，G 值越大0%
②等壓下：溫度越高，G 值越小0%
③等溫下：壓力度越高，G 值越大0%
④等溫下：壓力越高，G 值越小0%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析！