题目
5.3 10g 氦气吸收10^3J的热量时压强未发生变化,它原来的温度是 300K,最后的温-|||-度是多少?
题目解答
答案
解析
步骤 1：确定氦气的摩尔数
氦气的摩尔质量为4g/mol，因此10g氦气的摩尔数为：
$$ n = \frac{m}{M} = \frac{10g}{4g/mol} = 2.5mol $$
步骤 2：应用理想气体的热容公式
对于理想气体，当压强不变时，其热容为：
$$ C_p = \frac{5}{2}R $$
其中，R为理想气体常数，其值为8.31 J/(mol·K)。
步骤 3：计算温度变化
根据热量公式：
$$ Q = nC_p(T_2 - T_1) $$
代入已知值：
$$ 10^3J = 2.5mol \times \frac{5}{2} \times 8.31J/(mol·K) \times (T_2 - 300K) $$
解得：
$$ T_2 = 300K + \frac{2 \times 10^3J}{2.5mol \times 5 \times 8.31J/(mol·K)} = 319K $$
氦气的摩尔质量为4g/mol，因此10g氦气的摩尔数为：
$$ n = \frac{m}{M} = \frac{10g}{4g/mol} = 2.5mol $$
步骤 2：应用理想气体的热容公式
对于理想气体，当压强不变时，其热容为：
$$ C_p = \frac{5}{2}R $$
其中，R为理想气体常数，其值为8.31 J/(mol·K)。
步骤 3：计算温度变化
根据热量公式：
$$ Q = nC_p(T_2 - T_1) $$
代入已知值：
$$ 10^3J = 2.5mol \times \frac{5}{2} \times 8.31J/(mol·K) \times (T_2 - 300K) $$
解得：
$$ T_2 = 300K + \frac{2 \times 10^3J}{2.5mol \times 5 \times 8.31J/(mol·K)} = 319K $$