在标准压力和373.2 K下,1 mol H2O (l) 变化为H2O (g) 的过程所做的体积功为多少?设水蒸汽为理想气体,由于水的摩尔体积小得多,可以忽略不计。

考查要点：本题主要考查热力学中体积功的计算，涉及理想气体状态方程的应用，以及液态和气态物质体积变化的处理。

解题核心思路：

1. 体积功公式：$W = -P_{\text{外}}(V_{\text{终}} - V_{\text{初}})$，其中$P_{\text{外}}$为外界压力。
2. 忽略液态体积：题目明确指出液态水的体积可忽略，即$V_{\text{初}} \approx 0$。
3. 理想气体终态体积：终态水蒸气为理想气体，体积由$V_{\text{终}} = \dfrac{RT}{P_{\text{外}}}$计算。
4. 代入公式求功：将体积代入公式，最终简化为$W = -RT$。

破题关键点：

• 正确处理液态体积：明确忽略液态水的体积，简化计算。
• 理想气体状态方程的适用性：题目明确水蒸气为理想气体，可直接应用公式。
• 符号规则：系统对外做功时，体积功为负值。

步骤1：确定体积功公式
根据热力学定义，体积功为：
$W = -P_{\text{外}}(V_{\text{终}} - V_{\text{初}})$
其中，$P_{\text{外}}$为外界压力（本题为标准压力$P_{\theta}$）。

步骤2：分析初态和终态体积

• 初态体积：液态水的摩尔体积可忽略，故$V_{\text{初}} = 0$。
• 终态体积：水蒸气为理想气体，体积由理想气体状态方程给出：
  $V_{\text{终}} = \dfrac{RT}{P_{\theta}}$
  其中$R = 8.314 \, \text{J/(mol·K)}$，$T = 373.2 \, \text{K}$。

步骤3：代入公式计算功
将$V_{\text{初}} = 0$和$V_{\text{终}} = \dfrac{RT}{P_{\theta}}$代入体积功公式：
$W = -P_{\theta} \left( \dfrac{RT}{P_{\theta}} - 0 \right) = -RT$

步骤4：代入数值计算
$W = -8.314 \times 373.2 = -3102.781 \, \text{J}$