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國中教甄|理化理化114 年第 13 題單選題

根據熱力學第一定律 ΔU = Q-W,其中 ΔU 為系統內能的變化、Q 為系統吸收的熱量(若放熱則為負)、W 為系統對外所做的功(若外界對系統做功則為負),請問下列哪一敘述最正確?

A若系統與外界無熱量交換(Q = 0),且外界對系統做功,則系統內能增加
B若系統與外界無熱量交換(Q = 0),且系統對外做功,則系統內能減少正確答案
C若系統與外界無熱量交換(Q = 0),則無論系統是否做功,系統內能均不變
D若系統吸收熱量且外界對系統做功,其內能的變化必定大於吸收的熱量。
答案與詳解
B
正確答案
依官方答案選 B:在 Q=0 且系統對外做功時,ΔU=-W<0,內能減少。本題另有單選唯一性爭議,詳見答案效力說明。

逐選項解析

A若系統與外界無熱量交換(Q = 0),且外界對系統做功,則系統內能增加✕ 易錯陷阱
依題幹符號可推出外界對系統做功時內能增加;但依官方答案設定不列為正確選項。本題另有爭議,詳見答案效力說明。
B若系統與外界無熱量交換(Q = 0),且系統對外做功,則系統內能減少✓ 正確
命題者指定的選項:Q=0 且系統對外做功時,W>0,ΔU=-W<0,內能減少。
C若系統與外界無熱量交換(Q = 0),則無論系統是否做功,系統內能均不變✕ 易錯陷阱
D若系統吸收熱量且外界對系統做功,其內能的變化必定大於吸收的熱量。✕ 易錯陷阱

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