题目

测定有机物的燃烧焓Qp,一般在氧弹中进行,所测得的热效应为Qv。由公式triangle H= triangle U+p triangle V= triangle U+ triangle nR T得到Qp=Qv+p triangle V。設計式中p为何值A. 氧弹中氧气压力B. 实验室大气压力C. 1.01times 10^2 kPa,₁得2分

测定有机物的燃烧焓Qp,一般在氧弹中进行,所测得的热效应为Qv。由公式\triangle H= \triangle U+p \triangle V= \triangle U+ \triangle nR T得到Qp=Qv+p \triangle V。設計式中p为何值

A. 氧弹中氧气压力

B. 实验室大气压力

C. 1.01\times 10^2\ \ kPa,₁得2分

题目解答

答案

B. 实验室大气压力

解析

本题考查燃烧热测定中恒容热效应（$Q_v$）与恒压热效应（$Q_p$）的转换关系，核心在于理解公式 $\triangle H = \triangle U + p \triangle V$ 中各符号的物理意义。关键点在于明确：

  1. 恒容条件下测得的热效应为 $Q_v = \triangle U$；
  2. 恒压条件下测得的热效应为 $Q_p = \triangle H$；
  3. 公式中的 $p$ 是系统所处环境的外部压力，而非体系内部压力。

公式推导背景

燃烧反应在氧弹中进行时，体系体积保持恒定（恒容），测得的热效应为 $Q_v = \triangle U$。但实际需要的燃烧焓 $\triangle H$ 是恒压条件下的热效应，需通过公式 $\triangle H = \triangle U + p \triangle V$ 转换。其中：

  • $\triangle U$ 是恒容热效应 $Q_v$；
  • $p \triangle V$ 是体积变化所做的功。

关键分析

  1. 压力的物理意义：公式中的 $p$ 是体积变化过程中系统对外界产生的压力。在实验条件下，体系与外界大气直接接触，因此 $p$ 应取实验室大气压力（选项 B）。
  2. 排除干扰项：
    • 选项 A（氧弹中氧气压力）是体系内部的局部压力，与体积变化的外压无关；
    • 选项 C（$1.01 \times 10^2\ \text{kPa}$）是标准大气压，但题目未明确说明实验处于标准条件。