moea_joint
114年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 16 題
5 mol的理想氣體，溫度為300 K時其壓力2 atm，若在等溫下經歷可逆壓縮後，最終壓力6 atm，試問此過程中氣體吸收的熱量為多少？
- A -13.70 kJ
- B -6.85 kJ
- C 6.85 kJ
- D 13.70 kJ
思路引導 VIP
請試著思考：當我們用力壓縮一團理想氣體，且希望它的分子平均動能（溫度）完全維持不變時，根據能量守恆，氣體必須如何處理那些由外界對它作功所灌入的能量？這會如何反應在熱量的正負號上呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你精準地掌握了熱力學系統在等溫變化下的能量轉換邏輯。這題的關鍵在於判斷理想氣體在「等溫」狀態下的特性，並正確應用熱力學第一定律與功的定義。以下我們一起複習這背後的物理機制：
等溫過程與內能變化的關係
首先，對於理想氣體而言，內能 $U$ 僅是溫度的函數。因此，當溫度固定在 $300 \text{ K}$ 不變時，氣體的內能變化量 $\Delta U$ 必然為零。根據熱力學第一定律：
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