题目

1 mol理想气体由202.65kPa、10 dm3恒容升温, 使压力升高到2026.5kPa,再恒压压缩至体积为1 dm3,求整个过程W、Q、Δu及ΔH。

题目解答

答案

解:Ⅰ、功的求解

(1) 恒容升温

W1=-P(环)ΔV1,因为①为恒容过程,即ΔV1=0,所以W1=0

(2) 恒压压缩

W2=-P(环)ΔV2,=-2026.5

×(1-10)=18.2385kJ

所以, W总= W1+ W2=18.2385KJ

Ⅱ、因为系统中的研究对象为理想气体,所以

P1V1=n1RT1

T1=

同理,T3=

对于整个过程, ΔT总=0,则ΔH总=0, Δu总=Q总+ W总=0

即, Q总=- W总=-18.2385KJ

综上所述,整个过程的W=-Q=18.2385KJ; Δu总=ΔH总=0

解析

步骤 1：恒容升温过程
- 在恒容过程中，体积不变，即ΔV1=0，因此功W1=0。
- 根据理想气体状态方程PV=nRT，可以求出初始温度T1。
步骤 2：恒压压缩过程
- 在恒压过程中，压力不变，根据功的定义W=-PΔV，可以求出功W2。
- 根据理想气体状态方程PV=nRT，可以求出最终温度T3。
步骤 3：整个过程的功、热、内能变化和焓变
- 整个过程的功W总=W1+W2。
- 对于理想气体，内能和焓只与温度有关，因此Δu和ΔH只与温度变化有关。
- 根据能量守恒定律，Q总=Δu总-W总。