國中教甄｜理化理化113 年第 20 題單選題

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在可移動活塞的密閉氣缸中有 1 mol 單原子理想氣體，熱量由氣缸底部提供給缸中的氣體。當氣體在 27 ℃ 的恆溫下作準靜態膨脹，其體積由 V 增加到 3V，氣體的內能變化為何？（R 為理想氣體常數）

（承上題）在可移動活塞的密閉氣缸中有 1 mol 單原子理想氣體，熱量由氣缸底部提供給缸中的氣體。當氣體在 $2 7^{\circ}$ C 的恆溫下作準靜態膨脹，其體積由 V 增加到 3V，氣體作多少功？（R 為理想氣體常數）

A0 J

B$27 R \ln 3 J$

C$300 R \ln 2 J$

D$300 R \ln 3 J$正確答案

答案與詳解

正確答案

理想氣體等溫膨脹作功公式為 W = nRT ln(V2/V1)，代入絕對溫度 300 K 與體積比 3 即可求得。

A0 J✕ 易錯陷阱

0 J 是理想氣體在等溫過程中的內能變化量，而非氣體對外所作的功。

B$27 R \ln 3 J$✕ 易錯陷阱

誤將攝氏溫度 27 度直接代入公式，未轉換為絕對溫度（克耳文）。

C$300 R \ln 2 J$✕ 易錯陷阱

D$300 R \ln 3 J$✓ 正確

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精選詳解

（承上題）在可移動活塞的密閉氣缸中有 1 mol 單原子理想氣體，熱量由氣缸底部提供給缸中的氣體。當氣體在 27∘ C 的恆溫下作準靜態膨脹，其體積由 V 增加到 3V，氣體作多少功？（R 為理想氣體常數）