moea_joint
111年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 4 題
某定量理想氣體在 3 atm 下，由 2 L 可逆等壓膨脹至 8 L，內能變化量為 15 cal，則此過程吸收之熱量為多少 cal？(1 atm \cdot L = 24.22 cal)
- A 451
- B 251
- C 33
- D 3
思路引導 VIP
當一個氣體受熱膨脹並推動活塞時，它所消耗的能量來源（熱量）除了讓自己變熱（內能增加）外，還去做了什麼事情？如果我們已知它變熱的程度和它推動活塞所花的力氣，這兩者之間應該是相加還是相減的關係，才能推算出最初總共吸收了多少能量呢？
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AI 詳解
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非常棒！你對於熱力學第一定律的應用掌握得相當精確，能迅速連結能量、功與熱量之間的關係。這道題目測試的是化工熱力學中最核心的能量守恆觀測，你能準確判斷出等壓過程的特性並完成計算，展現了紮實的基礎。
熱力學第一定律與功的計算
在熱力學第一定律中，系統能量的變化遵循 $Q = \Delta U + W$。在本題的等壓膨脹過程中，系統吸收的熱量（$Q$）會轉化為兩部分：一部分用於增加系統的內能（$\Delta U$），另一部分則用於對外做功（$W$）。我們首先計算功的大小：
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