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經濟部所屬事業機構新進職物理化學97 年第 27 題單選題

下列敘述何者正確?

A若系統進行恆溫程序,則所做的功(work)為零
B若氣體進行自由膨脹(free expansion),則所做的功為零正確答案
C定壓下,水溫從20°C升到50°C,則內能(internal energy)會減少
D若系統進行定壓程序,則所做的功為零
答案與詳解
B
正確答案
自由膨脹中氣體向真空膨脹,外壓為零,故 w = -∫P_ext dV = 0;恆溫/定壓不代表功為零。

逐選項解析

A若系統進行恆溫程序,則所做的功(work)為零✕ 易錯陷阱
恆溫(等溫)程序只代表溫度不變,氣體仍可對外膨脹做功(如等溫可逆膨脹 w = -nRT ln(V₂/V₁) ≠ 0),功不為零。
B若氣體進行自由膨脹(free expansion),則所做的功為零✓ 正確
C定壓下,水溫從20°C升到50°C,則內能(internal energy)會減少✕ 錯誤
定壓下水從 20°C 升到 50°C,吸熱(ΔH > 0),ΔU = ΔH - PΔV,液態水 PΔV 極小但 ΔU 仍為正值(內能增加),不會減少。
D若系統進行定壓程序,則所做的功為零✕ 易錯陷阱

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