题目
某汽缸中有气体3.20 L,在105kPa下气体从环境中吸收了1200 J的热量后,在恒压下体积膨胀到5.50 L,试计算系统的内能变化Delta (O)_(2)。
某汽缸中有气体3.20 L,在105kPa下气体从环境中吸收了1200 J的热量后,在恒压下体积膨胀到5.50 L,试计算系统的内能变化
。
题目解答
答案
由题意知气体从外界吸收的热量为
，气体对外做功为：
根据热力学第一定律得：
解析
步骤 1：计算气体对外做的功
根据题目，气体在恒压下体积从3.20 L膨胀到5.50 L，压力为105 kPa。气体对外做的功W可以通过公式W = pΔV计算，其中p是压力，ΔV是体积变化。
步骤 2：计算体积变化
体积变化ΔV = 5.50 L - 3.20 L = 2.30 L = 2.30 × 10^-3 m^3。
步骤 3：计算气体对外做的功
将压力和体积变化代入公式W = pΔV，得到W = 105 × 10^3 Pa × 2.30 × 10^-3 m^3 = 241.5 J。
步骤 4：计算系统的内能变化
根据热力学第一定律，系统的内能变化ΔU = Q - W，其中Q是气体从环境中吸收的热量，W是气体对外做的功。将Q = 1200 J和W = 241.5 J代入公式，得到ΔU = 1200 J - 241.5 J = 958.5 J。
根据题目，气体在恒压下体积从3.20 L膨胀到5.50 L，压力为105 kPa。气体对外做的功W可以通过公式W = pΔV计算，其中p是压力，ΔV是体积变化。
步骤 2：计算体积变化
体积变化ΔV = 5.50 L - 3.20 L = 2.30 L = 2.30 × 10^-3 m^3。
步骤 3：计算气体对外做的功
将压力和体积变化代入公式W = pΔV，得到W = 105 × 10^3 Pa × 2.30 × 10^-3 m^3 = 241.5 J。
步骤 4：计算系统的内能变化
根据热力学第一定律，系统的内能变化ΔU = Q - W，其中Q是气体从环境中吸收的热量，W是气体对外做的功。将Q = 1200 J和W = 241.5 J代入公式，得到ΔU = 1200 J - 241.5 J = 958.5 J。