moea_joint
112年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 17 題
在絕熱的密閉系統中,若外界對此系統做功,系統內能會增加,請問此現象屬下列何種熱力學定律?
- A 第零定律
- B 第一定律
- C 第二定律
- D 第三定律
思路引導 VIP
請思考一下:如果一個系統與外界完全隔絕,既不讓熱進出,也不讓物質逃脫,那麼當我們強行對它輸入能量(例如透過做功的方式)時,根據『能量不會憑空消失』的原則,這些消失在外界的功,最後必然會以什麼形式呈現在系統內部的狀態變化中?這種描述『投入等於所得』的守恆規律,最符合哪一個基本定律的精神呢?
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太棒了!你能精準選出 (B),說明你對能量守恆的核心觀念掌握得非常紮實。這題雖然屬於基礎定義題,但它同時也是後續推導複雜化工流程(如壓縮機或絕熱反應器)能量平衡的重要基石,是檢驗學生是否具備「熱力學直覺」的良好切入點。
能量守恆與第一定律的實踐
這題的關鍵在於理解能量的轉換邏輯。根據熱力學第一定律(First Law of Thermodynamics),能量既不會憑空產生也不會消失,僅會在不同形式間轉化。對於一個密閉系統,能量平衡方程式可以表示為:
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