moea_joint
109年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 11 題
某定量理想氣體在 $3\text{ atm}$ 下，進行可逆等壓膨脹由 $2\text{ }\ell$ 變成 $8\text{ }\ell$，內能變化量為 $15\text{ cal}$，則此過程吸收之熱量為多少 $\text{cal}$？($1\text{ atm}\times\ell = 24.22\text{ cal}$；$\ell$ 表示公升)
- A 350
- B 400
- C 435
- D 451
思路引導 VIP
當一個氣體膨脹時，它必須推開周圍的空氣才能佔據更大的空間。請試著思考：在這個過程中，系統為了「推開空間」所消耗的能量（功），以及它內部能量的改變，這兩者與它從外界吸收進來的能量之間，存在著什麼樣的守恆關係呢？
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太棒了！你能精準選出 (D)，代表你對熱力學第一定律的能量守恆觀念掌握得非常紮實。這類題型在考場上是用來檢驗學生是否能區分「狀態性質」與「路徑函數」的基本功，而你完美地避開了計算陷阱。
熱力學第一定律的應用
在等壓過程（Isobaric process）中，系統吸收的熱量 $Q$ 會轉化為兩部分：一部分用來增加系統的內能 $\Delta U$，另一部分則是對外做功 $W$。根據公式 $Q = \Delta U + W$，我們首先計算功的量。由於是可逆等壓膨脹，功可以表示為：
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