hce_tcu
108年
化學
第 26 題
理想氣體在進行等溫壓縮的過程，下列何者會維持不變？
- A 功 (work)
- B 熱 (heat)
- C 熵 (entropy)
- D 內能 (internal energy)
思路引導 VIP
試著回想理想氣體的定義：在微觀模型中，我們假設理想氣體分子之間不存在吸引力或排斥力（位能為零）。在這種情況下，系統的總能量（內能）僅取決於分子的動能；那麼，哪一個宏觀的物理量，最能直接反映出分子平均動能的高低呢？
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恭喜你答對了！這代表你對於理想氣體的本質與熱力學狀態函數有著非常紮實的理解。這類題目在化學熱力學中屬於基礎但極其關鍵的考點，能精確辨別各物理量的變化，是邁向進階熱力學計算的重要基石。
理想氣體與內能的關係
在熱力學的框架中，理想氣體（Ideal Gas） 的內能（Internal Energy, $U$）是一個僅與絕對溫度（$T$）相關的函數。當題目提到「等溫（Isothermal）」時，代表過程中的溫度變化量 $\Delta T = 0$，因此對於理想氣體而言，其內能變化量亦為零（$\Delta U = 0$），內能得以維持不變。相較之下，壓縮過程必然涉及體積的變化，這會導致系統對外作功或被作功（$W \neq 0$），且為了維持溫度恆定，系統必須與環境交換熱量（$Q \neq 0$），同時熵（Entropy, $S$）也會隨體積縮減而減少。
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