14.在373K和101.325 kPa的条件下,将1gH2O (1)经:(1)等温、等压可逆气化;(2)在恒温373 K的-|||-真空箱中突然气化,都变为同温、同压的H2O(g)。分别计算这两种过程的Q,W, Delta U 和 Delta H 的值。已知-|||-水的气化热为 ] cdot (g)^-1, 可以忽略液态水的体积。

考查要点：本题主要考查热力学第一定律（$\Delta U = Q + W$）和焓变（$\Delta H$）的计算，重点区分可逆过程与自由膨胀过程中功、热量及内能变化的差异。

解题核心思路：

1. 可逆过程（等温等压气化）：
   • 功的计算需考虑等压膨胀，利用理想气体状态方程求体积变化。
   • 热量$Q$等于气化热（等压过程，$\Delta H = Q_p$）。
   • 内能变化$\Delta U$通过$\Delta H - P\Delta V$计算。
2. 自由膨胀过程（真空气化）：
   • 功为$0$（无外压作用）。
   • 热量$Q$直接等于$\Delta U$（热力学第一定律简化）。
   • 焓变$\Delta H$与可逆过程相同（状态函数仅取决于初末态）。

破题关键：

• 明确两种过程的做功特性（可逆过程做功非零，自由膨胀不做功）。
• 理解状态函数（$\Delta H$）与过程无关，而$Q$和$W$与过程相关。

第（1）题：等温、等压可逆气化

计算功$W_1$

• 液态体积可忽略，气体体积由理想气体方程得：
  $V_{\text{gas}} = \frac{nRT}{P} = \frac{\frac{1}{18} \cdot 8.314 \cdot 373}{101325} \approx 0.01723 \, \text{m}^3$
• 等压膨胀功为：
  $W_1 = -P \Delta V = -P V_{\text{gas}} = -101325 \cdot 0.01723 \approx -172.3 \, \text{J}$

计算热量$Q_1$

• 等压过程，$\Delta H = Q_p$，气化热为$2259 \, \text{J/g}$，故：
  $Q_1 = 1 \, \text{g} \cdot 2259 \, \text{J/g} = 2259 \, \text{J}$

计算$\Delta U_1$

• 根据热力学第一定律：
  $\Delta U_1 = Q_1 + W_1 = 2259 - 172.3 = 2086.7 \, \text{J} \approx 2087 \, \text{J}$

计算$\Delta H_1$

• 等压过程，$\Delta H_1 = Q_p = 2259 \, \text{J}$。

第（2）题：真空突然气化

计算功$W_2$

• 真空无外压，膨胀功为：
  $W_2 = 0$

计算热量$Q_2$

• 热力学第一定律简化为$\Delta U = Q$（$W=0$），故：
  $Q_2 = \Delta U_2 = 2087 \, \text{J}$

计算$\Delta U_2$

• 状态函数$\Delta U$与过程无关，与第（1）题相同：
  $\Delta U_2 = 2087 \, \text{J}$

计算$\Delta H_2$

• 状态函数$\Delta H$仅由初末态决定，与第（1）题相同：
  $\Delta H_2 = 2259 \, \text{J}$