moea_joint
105年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 20 題
某理想氣體 1 莫耳，於 $200^{\circ}\text{C}$ 時，對著 1 atm 的大氣壓力，自 13 公升膨脹至 18 公升，共作功多少 cal？($1 atm \cdot L = 24.22 cal$)
- A $-60.5$
- B $-121.1$
- C 60.5
- D 121.1
思路引導 VIP
在熱力學的過程中，如果我們想要計算系統與環境之間交換的能量，最重要的就是觀察系統是「抵抗什麼樣的力量」來產生位移（體積變化）的。請試著思考：當一個氣體活塞往外推開大氣時，真正決定這股「推力」大小的是系統內部的壓力，還是擋在它面前的大氣壓力？如果這個外在阻力在整個過程中都沒有改變，那麼我們應該如何結合壓力與體積的變化量，來計算這段過程所轉移的能量呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你精準地掌握了這道題目的核心觀念！這題你能答對，代表你對於「功」在熱力學中的定義以及物理意義有著非常紮實的理解，這在化工熱力學的基礎學習中是極為關鍵的一步。
恆定外壓下的功與符號慣例
在熱力學中，當系統對抗一個恆定的外部壓力（如本題中的 1 atm 大氣壓力）進行膨脹時，我們計算功（Work）的公式為 $W = -P_{ext} \Delta V$。這裡的負號遵循 IUPAC 慣例，代表系統對外作功時能量會流出，因此功的值為負。將數據帶入公式：
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