自發性反應程序 Spontaneous Processes（三）

化學原理啟迪233

1.      【例題】我們將比較以下每一組的物質，在固定溫度下，哪一種物質的位置機率較高（比較容易自發性反應）？

a.       固體CO2和氣體CO2。

b.      1atm下的N2氮氣，和1.0×10^－2atm下的N2氮氣。

2.      【解題】a.因為1mole的CO2氣體的體積較大，比起1mole固體CO2，CO2氣體分子有更多的位置可選擇，位置機率較高。

3.      b.1 mole的N2在1×10^－2atm下，體積是在1atm下的1moleN2的100倍（固定溫度下）。因此，N2氣體在1×10^－2atm下的位置機率較高。

4.      【例題】預測以下每一種反應程序的位置機率的改變符號（正、負號）。

a.       固體糖加入水中變成糖水。

b.      碘蒸氣碰到冰冷物體的表面，而凝結成碘結晶。

5.      【解題】a.糖溶解於水變成糖水時，糖分子隨機散布到水中，糖分子得到更大的空間，也因此得到更多可能的活動位置，所以這個反應程序是增加位置的混亂（正號）。

6.      B.氣體碘凝結成固體，這個反應過程造成的改變是，物質分子從享有比較大的活動空間，變成比較小的活動空間，這是降低位置機率（負號）。

n   翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》

徐弘毅：

1.      熱力學第二定律是所有的物質會趨向於最大亂度，也就是組成物質的分子、原子自然而然朝向愈來愈分裂、分散、分離的狀態改變，物質會逐漸走向每一個原子世界力量最均衡、最合理的狀態，每個分子最獨立自主的狀態。

2.      位置機率是指組成物質的分子或原子的分散狀態；位置機率高，代表原子、分子比較分散，這種情況自然發生的機率比較高；位置機率低，代表原子、分子比較聚集在一起，這種情況自然發生的機率比較低，通常需要額外增加能量來促成。

3.      我們舉幾個實際的例子來比較它們的位置機率，在固定溫度下，固體CO2和氣體CO2，哪一種物質的位置機率比較高？答案是氣體CO2。

4.      跟固體CO2相比，氣體CO2的體積比較大、每一個分子的活動空間更大、彼此更分散，所以位置機率較高。

5.      在固定溫度下，1atm下的N2氮氣，和1.0×10^－2atm下的N2氮氣，那一種物質的位置機率比較高？答案是1.0×10^－2atm下的N2氮氣。

6.      壓力大代表氣體分子彼此擁擠，壓力小代表氣體分子鬆散。我們從理想氣體定律也可以知道，同樣分量的氣體，如果壓力變小，體積就會變大，這代表每一個氣體分子的活動空間變大，位置機率變高。

7.      所以壓力較大的1atm下的N2氮氣，位置機率比較低，壓力較小的1.0×10^－2atm下的N2氮氣，位置機率比較高。

8.      自發性反應程序，是指物質不需要額外增加什麼能量，就會朝向某個方向變化的傾向。依據熱力學第二定律，所有物質都朝向瓦解、分裂、分散的方向變化，所以，如果物質是朝向分子彼此之間斷裂、分散的方向變化，就會是自發性程序。

9.      我們舉實際的例子來思考，固體糖加入水中變成糖水，是不是自發性程序？固體的糖，被不斷活動的水分子撞擊，糖分子逐漸碎裂、瓦解、散布到水中，這是自然而然就會發生的現象，所以是會自發性產生這個現象。

10.  台灣如果跟中國的文化、貿易往來愈來愈密切，就很容易成為一個類似「經濟共同體」的狀態，自然而然土地價格、自然資源、人力工資就會趨於均等化，也因此台灣勞工的薪資水準會愈來愈跟中國勞工的薪資水準拉近，所以在ECFA之下，台灣勞工的薪資不升反降，是必然的趨勢。

11.  如果台灣比韓國早一步與歐盟簽署FTA，台灣在經濟、文化等各方面與歐盟會有更多交流，自然而然勞工薪資也會與歐盟的薪資水準逐漸地均等化，因此台灣勞工的成本就會逐漸跟歐盟的水準拉平，薪資所得就會愈來愈高。

12.  碘蒸氣碰到冰冷物體的表面，而凝結成碘結晶，是不是自發性程序？不是，分散的碘蒸氣的分子，因為受到外力干預－冰冷的物體進行降溫，減低碘分子活動的能量，碘分子才彼此靠近緊密吸引，成為固體碘結晶。

13.  整個反應程序，使碘從分子碎裂、分散的狀態變為彼此凝聚、結晶的狀態，違反熱力學第二定律，需要外力介入降溫，因此不是自發性的。

14.  由人類文明發展的歷史來看，人類是逐漸走向理性的社會方向發展，因此產生各種不同的學術、不同的研究單位。任何學者他的國際學術地位愈高，一定是因為他比其他的人更加地「理性」；台灣中央銀行總裁彭懷南可以得到8A級的國際評等，顯示出他比其他國家的中央銀行總裁還要「理性」。

15.  哈佛大學整體教授的理性程度一定超過台灣大學；德國賓士汽車全體員工的理性程度一定超越裕隆汽車；美國英特爾公司整體員工的理性程度一定超越威盛；通過國際ISO認證的企業主理性程度，一定超過無法通過國際ISO認證的企業主。

16.  台灣公務人員的行政效率一直不如新加坡，顯示出台灣公務人員的理性程度不如新加坡。國際城市評比當中台北市是第61名，顯示整體台北市公務人員的素質與理性程度，是世界排名第61。

17.  理性比較差的人，代表心智年齡比較幼稚，知識水準比較低，因此依賴性比較強，比較會搞關係、派系，不注重真才實學，需要跟一群人黏在一起、互相取暖、大家一起擺爛、處於固體狀態，才有安全感，這種人比較沒有自發性，比較缺乏獨立自主的能力。

18.  主動多元學習的人，比較有獨立自主的能力，理性程度會愈來愈強；必須要被家長或補習班逼迫學習的學生，會逐漸失去獨立自主的能力，產生依賴性，容易成為宅男，比較沒有社會競爭力，比較不理性，容易情緒失控，很容易成為家庭寄生蟲。