熱力學第一定律在等壓過程（恆壓過程）的應用範例

6 個關於熱力學第一定律在等壓過程（恆壓過程）中應用的問題範例

1. 氣體經歷等壓過程時的壓力 (P) – 體積 (V) 圖。氣體在過程 AB 中所做的功為…

彭巴哈桑

已知 :
壓力 (P) = 5 x 10⁵ N /米²
初始體積（V）₁) = 2米³
最終卷（V）₂) = 6米³
問 ：AB 過程中的工作已完成
Jawab :
W = P (V₂ - V.₁)
W = (5 x 10⁵)(6 – 2) = (5 x 10⁵）（4）
W = 20 x 10⁵ = 2 × 10⁶ 焦耳

2. 氣體在製程AB和CD中所做的功之差為…

彭巴哈桑

已知 :
等壓過程 AB :
壓力 (P) = 6 atm = 6 x 10⁵ N /米²
初始體積（V）₁) = 1 公升 = 1 分米³ = 1 × 10^-3 m³
最終卷（V）₂) = 3 公升 = 3 分米³ = 3 × 10^-3 m³ 
CD等壓過程 :
壓力 (P) = 4 atm = 4 x 10⁵ N /米²
初始體積（V）₁) = 2 公升 = 2 分米³ = 2 × 10^-3 m³
最終卷（V）₂) = 5 公升 = 5 分米³ = 5 × 10^-3 m³
問 過程AB和CD中氣體所做的功之差
Jawab :
過程 AB 中氣體所做的功：
W = P (V₂ - V.₁)
W = (6 x 10⁵（3 x 10）^-3 - 1 x 10^-3)
W = (6 x 10⁵（2 x 10）^-3)
W = 12 x 10² = 1200 焦耳
CD過程中氣體所做的功：
W = P (V₂ - V.₁)
W = (4 x 10⁵（5 x 10）^-3 - 2 x 10^-3)
W = (4 x 10⁵（3 x 10）^-3)
W = 12 x 10² = 1200 焦耳
氣體在製程 AB 和 CD 所做的功之差為 1200 – 1200 = 0。

3. 在ABC過程中，氣體所做的功是…

彭巴哈桑
已知 :
壓力 1 (P₁) = 6 x 10⁵ 帕斯卡 = 6 × 10⁵ N /米²
壓力 2 (P₂) = 3 x 10⁵ 帕斯卡 = 3 × 10⁵ N /米²
第一卷（V₁）= 2厘米³ = 2 × 10^-6 m³
第一卷（V₂）= 6厘米³ = 6 × 10^-6 m³
問 ：在 ABC 過程中所做的努力。
Jawab :
在過程AB中，體積保持不變，因此氣體不做功。氣體僅在過程BC中做功。所以過程ABC所做的功等於過程BC所做的功。
W = P₂ (V₂ - V.₁)
W = (3 x 10⁵（6 x 10）^-6 - 2 x 10^-6)
W = (3 x 10⁵（4 x 10）^-6)
W = 12 x 10^-1
瓦特 = 1,2 焦耳
ABC 過程所做的功 = 1,2 焦耳。

4. 關於熱力學過程的正確敘述是…
A. 等壓過程是指在恆定壓力下改變氣體的過程。
B. 等壓是指在恆溫下改變氣體的過程。
C. 等容過程是指在恆定壓力下改變氣體的過程。
D. 等溫線是指在恆定體積下改變氣體溫度的過程。
E. 等容過程是指在恆溫下改變氣體的過程。
彭巴哈桑
等壓 = 恆壓
等容 = 恆定體積
等溫 = 恆溫
正確答案是 A。

5. 根據下圖，流程 I 和流程 II 的工作量比較如下…
A. 4 : 3
B. 3 : 4
C. 2 : 3
D. 1 : 2
E. 1 : 3
討論 ：

已知 :
過程一：P = 15 N/m²，V₁ = 15米³，V₂ = 35米³
過程二：P = 10 N/m²，V₁ = 5 m3，V₂ = 45米³
問 :
流程 I 與流程 II 的工作量 (W) 比較？
Jawab :
正確答案是 B。

6. 下圖所示為氦氣經歷熱力學過程的PV圖！氦氣在過程ABC中所做的功為…
A. 400 千焦
B. 500千焦
C. 600 千焦
D. 800 千焦
E. 1000 千焦

討論 ：
已知 :
P₁ = 2 × 10⁵ N /米²
P₂ = 1 × 10⁵ N /米²
V₁ = 5 立方米
V₂ = 15 立方米
問 :
ABC流程的工作量（W）？
Jawab :
只有當氣體體積增大時，才對外做功。在製程AB中，氣體體積保持不變，因此氦氣不對外做功。在製程BC中，氣體體積增大，因此氦氣對外做功。