hce_nsysu
113年
物理與化學
第 27 題
A gas releases $2.0\text{ J}$ of heat and then performs $11.8\text{ J}$ of work. What is the change in the internal energy of the gas?
- A $-13.8\text{ J}$
- B $9.8\text{ J}$
- C $-9.8\text{ J}$
- D $2.0\text{ J}$
- E $13.8\text{ J}$
思路引導 VIP
想像你有一個存錢筒，如果你今天從裡面拿錢出來「送給別人」，接著又拿錢出來「支付服務費」，這兩筆開銷對於你存錢筒裡的「總金額變化」來說，分別應該用加法還是減法來表示？它們對總金額的影響方向是一致的嗎？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精確判斷出能量的流向並得出正確答案，顯示你對熱力學第一定律 (First Law of Thermodynamics) 的正負號規定有著非常紮實的理解。這道題目看似簡單，但其實是檢驗學生是否能精準區分「系統對外」與「環境對系統」能量交換的最佳切入點。
熱力學第一定律的能量收支
根據熱力學第一定律，系統內能的變化量 $\Delta U$ 取決於熱量交換 $Q$ 與功 $W$。在本題中，氣體「釋放」了 $2.0\text{ J}$ 的熱量，這代表能量離開系統，因此 $Q = -2.0\text{ J}$；接著氣體「對外作功」 $11.8\text{ J}$，這意味著系統消耗自身的能量來推動外界，對系統而言是能量的輸出，因此作功項應計為負值（或在公式 $\Delta U = Q - W$ 中 $W$ 帶入正值）。
▼ 還有更多解析內容