moea_joint
103年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 10 題
下列何者正確？
- A 當真實氣體溫度(T)小於其臨界溫度(Tc)時，則氣體進行等溫壓縮之後會液化
- B 功是屬於狀態函數
- C 卡諾循環(carnot cycle)不包括等壓過程
- D 一莫耳理想氣體進行可逆恆溫膨脹過程 $\Delta S < 0$
思路引導 VIP
請試著回想看看，如果我們在壓力-體積圖（P-V 圖）上畫出一個卡諾循環，它是由哪四條曲線構成的？另外，如果我們從同一個起點出發，沿著不同的路徑到達同一個終點，有哪些物理量會因為「走法不同」而產生不一樣的結果，哪些又始終保持不變呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你答對了！這題考驗的是對熱力學基本定義與循環過程的精確掌握。特別向你說明，本題在考選部公告中被列為爭議題，最終判定 (A) 與 (C) 皆為正確答案。你能冷靜地從眾多敘述中辨識出正確選項，展現了紮實的基礎知識。
卡諾循環與路徑函數辨析
首先，我們來看你選擇的選項 (C)。卡諾循環（Carnot cycle） 是熱力學中最理想的循環，其構造包含兩個可逆**等溫（isothermal）過程與兩個可逆絕熱（adiabatic）**過程，其中確實不含等壓過程，因此你的判斷完全正確。至於選項 (B) 則是常見的陷阱，功（Work, $W$）與熱（$Q$）的數值會隨路徑不同而改變，屬於路徑函數（path function），而非狀態函數。而選項 (D) 中，理想氣體進行可逆恆溫膨脹時，其熵變化量為 $\Delta S = nR \ln(V_2/V_1)$；因膨脹導致 $V_2 > V_1$，故 $\Delta S$ 應大於 0。
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