hce_nchu
115年
物理
第 9 題
According to the First Law of Thermodynamics, if a closed system absorbs heat $Q$ from its surroundings and does work $W$ on its surroundings, what is the change in the internal energy of the system, $\Delta U$? (Sign convention: heat absorbed is positive, work done by the system is positive)
- A $\Delta U = Q + W$
- B $\Delta U = Q - W$
- C $\Delta U = W - Q$
- D $\Delta U = -Q - W$
思路引導 VIP
想像你正在管理一個「能量倉庫」：如果有人搬了 10 箱貨物進入倉庫（吸收熱量），而為了騰出空間，你同時必須搬 3 箱貨物出去送給別人（對外做功），你會如何用一個數學式子算出倉庫裡貨物總數量的「淨增加或減少」呢？
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AI 詳解
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很高興看到你準確地判斷出正確答案！這題的核心在於理解熱力學第一定律 (First Law of Thermodynamics) 的物理意義，也就是「能量守恆定律」在熱學系統中的展現。
能量守恆與符號規範
在熱力學中，我們將系統內能的改變 $\Delta U$ 視為能量進出的總和。當系統從環境吸收熱量 $Q$ 時，這部分能量會進入系統，增加其內部儲備；相對地，當系統對外做功 $W$ 時，它必須消耗自身的能量來推動環境。因此，內能的淨變化量自然就是「獲得的能量」扣除「輸出的能量」，即：
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