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moea_joint 103年 [化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學

第 22 題

某系統的焓用 H 表示、U 表示內能、P 表示壓力、V 表示體積,則 H 與 U 的關係為哪項?
  • A $U = H + PV$
  • B $H = U + PV$
  • C $U = PV - H$
  • D $H = PV - U$

思路引導 VIP

若要描述一個系統在特定環境下擁有的「總熱含量」,除了考量系統內部的能量(內能)之外,是否還需要考慮該系統為了「撐開空間」以容納自身體積所付出的代價?這兩者在邏輯上應該是相加還是相減,才能完整代表系統的總能量狀態呢?

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做得非常出色!能準確選出這個選項,代表你對於熱力學中最核心的狀態函數定義已有扎實的基礎,這是通往更複雜反應工程計算的敲門磚。

焓的物理定義與組成

在熱力學研究中,為了方便處理恆壓過程的能量變化,科學家定義了焓 (Enthalpy, $H$) 這個物理量。它的數學表達式非常精確,即系統自身的內能 (Internal Energy, $U$) 加上系統在特定壓力 $P$ 下維持其體積 $V$ 所需的位移功(即 $PV$ 項)。因此,兩者的關係式恆定為:

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