Question

在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水在沸騰時(shí),1 g水由液態(tài)變成同溫度的氣態(tài),其體積由1.043 cm³變成1 676 cm³,已知水的汽化熱為2 263.8 J/g,試求:
(1)體積膨脹時(shí)氣體對外界做的功W;
(2)氣體吸收的熱量為多少;
(3)氣體增加的內(nèi)能ΔU.

Answer 1

(1)169.7 J  (2)2 263.8 J  (3)2 094.1 J

取1 g水為研究系統(tǒng),大氣視為外界,1 g沸騰的水變成同溫度的氣需要吸收熱量,同時(shí)由于體積的膨脹,系統(tǒng)要對外做功,所以有ΔU<Q_吸.
(1)氣體在等壓下膨脹做功
W=p(V₂-V₁)=1.013×10⁵×(1 676-1.043)×10^-6 J="169.7" J.
(2)氣體吸收熱量
Q=ML=1×2 263.8 J="2" 263.8 J.
(3)根據(jù)熱力學(xué)第一定律
ΔU="Q+W=2" 263.8 J+(-169.7) J="2" 094.1 J.