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國營聯招 機械熱力學955單選題

一個裝有 ke 工作介質的封閉系統經歷了如下過程:過程中系統散熱 25kJ,外界對系統做功 100kJ,系統的內能減少了 15kJ/kg,並且整個系統被高舉 1000m,過程中系統動能的變化為

A系統動能減少 85.4kJ
B系統動能增加 85.4kJ正確答案
C系統動能減少 54.8kJ
D系統動能增加 54.8kJ
E系統動能不變
答案與詳解
B
正確答案
封閉系統熱力學第一定律:Q - W = ΔU + ΔKE + ΔPE,代入各項數值反推系統動能變化量。

為什麼答案是 B

正確答案,動能變化約 +85.4 kJ(增加)。依封閉系統第一定律 Q - W = ΔU + ΔKE + ΔPE:Q=-25 kJ(散熱),W=-100 kJ(外界對系統做功),ΔU=2×(-15)=-30 kJ(內能減少),ΔPE=mgΔz=2×9.81×1000≈+19.62 kJ(高舉1000m)。整理得 ΔKE=(Q-W)-ΔU-ΔPE=75+30-19.62=85.38≈85.4 kJ,為正值表示動能增加。系統雖散熱,但外界做大量功淨流入能量,扣除內能減少與位能增加後,剩餘轉為動能。

考點:符號方向錯誤考點:熱力學第一定律考點:位能與符號混合錯誤考點:位能計算錯誤
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