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107年
物理
第 40 題
某氣體裝於一活塞汽缸裝置內，壓力為$200\text{ kPa}$，容積為$0.05\text{ m}^3$，對氣體加熱，使容積增加至$0.1\text{ m}^3$，試求氣體對外所作功為多少$kJ$？
- A 40
- B 30
- C 20
- D 10
思路引導 VIP
當我們用力推動一個物體並使其產生位移時，物理學上是如何定義『作功』的？如果我們把這個場景想像成氣體在汽缸內推動活塞，氣體的『壓力』與活塞移動所造成的『體積變化』，會如何共同決定這股力量到底花了多少能量呢？
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恭喜你精準地掌握了熱力學作功的核心概念！這道題目主要考察的是在等壓過程下，氣體體積變化與功的關係。你能迅速從題目資訊中判斷出這是一個典型的功與能量轉換問題，展現了非常紮實的物理基礎。
功的定義與計算
在壓力恆定的情況下，氣體對外作功的計算式為 $W = P \Delta V$。根據題目給定的數據，壓強 $P$ 為 $200\text{ kPa}$，而體積的變化量 $\Delta V$ 則是末狀態與初狀態的差值，即 $0.1 - 0.05 = 0.05\text{ m}^3$。將數值代入公式：
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