地特三等申論題
113年
[機械工程] 熱力學
第 四 題
📖 題組：
若對一汽缸活塞系統內部的某種特殊氣體（R = 2.1 kJ/kg·K）施以定壓壓縮，並且過程中也有熱的交換，該特殊氣體行為遵守理想氣體定律。內部氣體的質量為 0.3 kg，起始溫度為 280 K，整個施壓過程為等溫，起始壓力為 1 大氣壓，最後壓力為原來的一倍。試求：（每小題 5 分，共 20 分）
若對一汽缸活塞系統內部的某種特殊氣體（R = 2.1 kJ/kg·K）施以定壓壓縮，並且過程中也有熱的交換，該特殊氣體行為遵守理想氣體定律。內部氣體的質量為 0.3 kg，起始溫度為 280 K，整個施壓過程為等溫，起始壓力為 1 大氣壓，最後壓力為原來的一倍。試求：（每小題 5 分，共 20 分）
過程中熱的交換有多少？
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
面對此題，首先應辨識出這是封閉系統的理想氣體狀態變化問題。核心思路為應用熱力學第一定律（Q - W = ΔU）與理想氣體狀態方程式。需特別注意題幹中『定壓』與『等溫』的物理矛盾，合理判斷為等溫壓縮，並釐清『壓力為原來的一倍』的真實含義，接著計算邊界功即為所求之熱交換量。
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AI 詳解
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【解題思路】利用熱力學第一定律與理想氣體方程式，在等溫過程中理想氣體內能變化為零，故熱交換量等於系統所作的邊界功。 【詳解】 已知：
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