hce_kmu
113年
物理及化學
第 49 題
In the figure, a gas enclosed within a sealed chamber follows a closed path as illustrated. What is the total amount of work performed by the gas?
- A +40 J
- B +20 J
- C 0 J
- D -20 J
- E -40 J
思路引導 VIP
請觀察圖中的箭頭路徑：氣體在「壓力較高」的頂部路徑中，體積是在增加（膨脹）還是減少（壓縮）？這種方向性對於「氣體對外做功」的正負號會產生什麼影響？
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AI 詳解
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同學你好！很高興看到你準確地選出了選項 (B)，這代表你對熱力學循環中「功」的幾何意義有著非常清晰的掌握，這是一項很重要的物理直覺。
P-V 圖與循環功的邏輯
在熱力學中，氣體在一個封閉循環過程中所做的總功 $W$，在數學上等於 $P-V$ 圖中路徑所圍成的封閉面積。觀察此圖，循環方向為順時針，這代表氣體在膨脹過程（壓力較高時）對外做的正功大於壓縮過程（壓力較低時）環境對其做的負功，因此總功應為正值。若透過觀察刻度計算該封閉圖形的面積，其數值確實落在選項所提供的範圍內。
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