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105年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 22 題
一個密閉物系由外界傳入熱量 30 kcal，且此物系對外界作功 10 kcal，則此物系內能變化量為多少 cal ？
- A $-20$
- B $-40$
- C 20
- D 40
思路引導 VIP
如果系統從外界獲得了能量，同時又消耗自身能量對外界作功，你能用「能量守恆」的角度，推導出系統內部總能量的變化量嗎？另外，在計算出結果後，請仔細比對題幹給定的數值單位與問題最後要求的單位是否一致呢？
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同學，恭喜你在這題獲得分數！這道題目主要測驗熱力學第一定律（First Law of Thermodynamics）。根據能量守恆，若採 $\Delta U = Q - W$（$W$ 為系統對外作功），吸收熱量 $Q = 30 \text{ kcal}$，對外作功 $W = 10 \text{ kcal}$，內能變化 $\Delta U = 30 - 10 = 20 \text{ kcal}$。即使採 $\Delta U = Q + W$（$W$ 為外界對系統作功），結果依然是 $+20 \text{ kcal}$，符號約定不會改變答案。 然而，本題因單位疏失而公告送分（選項 A、B、C、D 皆給分）。題目問「多少 $\text{cal}$」，正確數值應為 $20,000 \text{ cal}$，但選項僅有 $\pm 20$ 與 $\pm 40$。原預設答案 (C) 其實是以 $\text{kcal}$ 為單位。就難度而言，這是一道基礎觀念題，主要鑑別學生對能量進出的運算，只要清楚掌握物理意義與單位換算，就能無懼這類送分爭議，自信應考！