統測
108年
[化工群] 專業科目(2)
第 13 題
下列有關理想氣體之熱力學特性的敘述，何者錯誤？
- A 在絕熱系統中真空環境下進行自由膨脹，其系統溫度必不變
- B 以可逆絕熱壓縮後，其溫度必升高
- C 在相同初始狀態下進行膨脹程序，假設最終體積相同，則可逆恆溫膨脹功必大於可逆絕熱膨脹功
- D 系統對外界作功，其溫度必降低
思路引導 VIP
請思考：如果一個氣體系統在推動活塞作功的同時，我們從底部用火源持續加熱，且加熱提供的能量剛好抵銷掉作功消耗的能量，那麼根據能量守恆，系統內部的能量狀態與溫度會發生什麼變化？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你的熱力學觀念非常紮實
- 觀念驗證：這題你選得非常精準！根據熱力學第一定律 $Q = \Delta U + W$，系統對外作功 ($W > 0$) 時，溫度的變化取決於是否有熱量補償。在恆溫膨脹程序中，系統吸收的熱量 $Q$ 若等於作功量 $W$，則內能變化 $\Delta U = 0$，此時溫度會保持不變。因此，選項 (D) 說溫度「必」降低是錯誤的。
- 難度點評：本題難度為 medium。它整合了自由膨脹、絕熱程序與恆溫程序的特性，鑑別點在於學生是否能區分「絕熱作功」與「非絕熱作功」對溫度的不同影響，是統測動力機械群或化工類常考的經典陷阱題。