题目
1mol单原子理想气体经等容变化从300K加热到350K。则气体吸收的热量为J增加的内能为J对外做功为JA. 623.25,623.25,623.25B. 623.25,623.25,0C. 623.25,0, 415,.5D. 1038.75, 623.25, 415.5
1mol单原子理想气体经等容变化从300K加热到350K。则气体吸收的热量为J增加的内能为J对外做功为J
A. 623.25,623.25,623.25
B. 623.25,623.25,0
C. 623.25,0, 415,.5
D. 1038.75, 623.25, 415.5
题目解答
答案
B. 623.25,623.25,0
解析
考查要点:本题主要考查理想气体在等容过程中的热力学量计算,涉及内能变化、热量吸收及对外做功的关系。
解题核心思路:
- 等容过程中,气体体积不变,因此对外做功为零($W=0$)。
- 单原子理想气体的定容摩尔热容为 $C_v = \frac{3}{2}R$,内能变化 $\Delta U = nC_v \Delta T$。
- 根据热力学第一定律 $Q = \Delta U + W$,结合等容过程特点,直接得出热量 $Q = \Delta U$。
破题关键点:
- 明确等容过程的做功为零。
- 正确应用单原子气体的 $C_v$ 值。
步骤1:计算内能变化 $\Delta U$
单原子理想气体的定容摩尔热容为:
$C_v = \frac{3}{2}R$
代入公式 $\Delta U = nC_v \Delta T$:
$\Delta U = 1 \cdot \frac{3}{2} \cdot 8.314 \cdot (350 - 300) = 623.25 \, \text{J}$
步骤2:确定对外做功 $W$
等容过程中体积不变,因此:
$W = P \Delta V = 0$
步骤3:计算吸收的热量 $Q$
根据热力学第一定律 $Q = \Delta U + W$,且 $W=0$:
$Q = 623.25 \, \text{J}$