题目
在101.325kPa的压力下和373.2K时,把1mol水蒸气可逆转化为液体水,计算W、Q△U、△H、△S、△F、△G。已知373.2K及101.325kPa压力下,水的蒸发热为22.58.1KJ·kg-1,设水蒸气为理想气体。
在101.325kPa的压力下和373.2K时,把1mol水蒸气可逆转化为液体水,计算W、Q
△U、△H、△S、△F、△G。已知373.2K及101.325kPa压力下,水的蒸发热为22.58.1KJ·kg-1,设水蒸气为理想气体。
题目解答
答案
解:
解析
步骤 1:计算功W
在等温可逆过程中,功W可以通过理想气体状态方程计算。由于水蒸气转化为液体水,体积变化显著,但压力保持恒定,因此可以使用理想气体状态方程计算体积变化,进而计算功。
步骤 2:计算热量Q
热量Q可以通过焓变△H计算。由于水的蒸发热已知,可以计算出1mol水蒸气转化为液体水的焓变,进而得到热量Q。
步骤 3:计算内能变化△U
内能变化△U可以通过焓变△H和功W计算。由于过程是等温的,内能变化主要由焓变和功决定。
步骤 4:计算熵变△S
熵变△S可以通过热量Q和温度T计算。由于过程是等温的,熵变主要由热量和温度决定。
步骤 5:计算自由能变化△F和△G
自由能变化△F和△G可以通过焓变△H、熵变△S和温度T计算。由于过程是等温的,自由能变化主要由焓变、熵变和温度决定。
在等温可逆过程中,功W可以通过理想气体状态方程计算。由于水蒸气转化为液体水,体积变化显著,但压力保持恒定,因此可以使用理想气体状态方程计算体积变化,进而计算功。
步骤 2:计算热量Q
热量Q可以通过焓变△H计算。由于水的蒸发热已知,可以计算出1mol水蒸气转化为液体水的焓变,进而得到热量Q。
步骤 3:计算内能变化△U
内能变化△U可以通过焓变△H和功W计算。由于过程是等温的,内能变化主要由焓变和功决定。
步骤 4:计算熵变△S
熵变△S可以通过热量Q和温度T计算。由于过程是等温的,熵变主要由热量和温度决定。
步骤 5:计算自由能变化△F和△G
自由能变化△F和△G可以通过焓变△H、熵变△S和温度T计算。由于过程是等温的,自由能变化主要由焓变、熵变和温度决定。