國營聯招 化工製程化工熱力學、化學反應工程學110 年第 22 題單選題考點:狀態函數vs路徑函數考點:路徑函數-功
1 mol單原子分子理想氣體從狀態A變為狀態B,若不知是何種氣體,亦不知其變化過程,但A、B狀態的壓力、體積、溫度都知道,則可求出下列何種熱力學函數?
A氣體的內能變化正確答案
B氣體所作的功
C氣體傳給外界的熱量
D氣體的質量
A正確答案
狀態函數(內能U)只依賴初末狀態,不需知道路徑;功W與熱Q是路徑函數,路徑未知則無法求。
逐選項解析
A氣體的內能變化狀態函數vs路徑函數✓ 正確
內能U是狀態函數,ΔU僅取決於初末狀態。單原子理想氣體Cv=(3/2)R,故ΔU=nCvΔT=(3/2)R(TB−TA)。已知A、B狀態的T,可直接計算,無需知道過程路徑。
B氣體所作的功路徑函數-功✕ 易錯陷阱
功W=∫PdV是路徑函數,積分路徑依過程而異(等溫、絕熱、等壓結果均不同)。題目說「不知變化過程」,因此無法計算功。
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