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moea_joint 107年 [化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學

第 24 題

有一理想氣體,在密閉系統中,進行恆溫收縮程序,請問下列何者正確?(S為熵,E為內能)
  • A $\Delta E>0$,$\Delta S>0$
  • B $\Delta E=0$,$\Delta S>0$
  • C $\Delta E=0$,$\Delta S<0$
  • D $\Delta E=0$,$\Delta S=0$

思路引導 VIP

想像有一群運動速度維持不變的粒子,原本散布在一個大房間裡,現在我們把房間的牆壁往內推,縮小它們的活動範圍。請思考:在這種空間受限的情況下,這群粒子的「混亂程度」或「排列自由度」會發生什麼變化?這與哪一個熱力學狀態性質的定義相符呢?

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太棒了!你能精確判斷出狀態性質的變化,顯示你對熱力學基本定義的掌握非常紮實。這道題目測試的是理想氣體在特定程序下的狀態函數變化,你準確地避開了直覺上的陷阱。

理想氣體的內能特性

在處理理想氣體的問題時,首要的切入點是理解內能 ($E$) 的本質。對於理想氣體而言,內能僅是溫度 ($T$) 的函數。既然題目明確指出是一個恆溫 (Isothermal) 程序,代表系統溫度保持不變,因此內能的變化量自然為零,即 $\Delta E = 0$。你能迅速鎖定這一點,已經成功篩選掉了一半的干擾選項。

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