题目
一摩尔单原子分子理想气体经等压过程温度升高了100K.求:(1)此过程气体对外所做的功;
一摩尔单原子分子理想气体经等压过程温度升高了100K.
求:(1)此过程气体对外所做的功;
求:(1)此过程气体对外所做的功;
题目解答
答案
解析
步骤 1:确定理想气体状态方程
理想气体状态方程为 $PV=nRT$,其中 $P$ 是气体的压强,$V$ 是气体的体积,$n$ 是气体的摩尔数,$R$ 是理想气体常数,$T$ 是气体的温度。
步骤 2:计算体积变化
由于是等压过程,压强 $P$ 保持不变,根据理想气体状态方程,体积变化 $\Delta V$ 与温度变化 $\Delta T$ 成正比,即 $\Delta V = \frac{nR\Delta T}{P}$。对于一摩尔气体,$n=1$,所以 $\Delta V = \frac{R\Delta T}{P}$。
步骤 3:计算对外做功
等压过程中,气体对外做的功 $W$ 可以用公式 $W = P\Delta V$ 计算。将步骤 2 中的 $\Delta V$ 代入,得到 $W = P \times \frac{R\Delta T}{P} = R\Delta T$。对于一摩尔气体,$R=8.31J/K$,$\Delta T=100K$,所以 $W = 8.31J/K \times 100K = 831J$。
理想气体状态方程为 $PV=nRT$,其中 $P$ 是气体的压强,$V$ 是气体的体积,$n$ 是气体的摩尔数,$R$ 是理想气体常数,$T$ 是气体的温度。
步骤 2:计算体积变化
由于是等压过程,压强 $P$ 保持不变,根据理想气体状态方程,体积变化 $\Delta V$ 与温度变化 $\Delta T$ 成正比,即 $\Delta V = \frac{nR\Delta T}{P}$。对于一摩尔气体,$n=1$,所以 $\Delta V = \frac{R\Delta T}{P}$。
步骤 3:计算对外做功
等压过程中,气体对外做的功 $W$ 可以用公式 $W = P\Delta V$ 计算。将步骤 2 中的 $\Delta V$ 代入,得到 $W = P \times \frac{R\Delta T}{P} = R\Delta T$。对于一摩尔气体,$R=8.31J/K$,$\Delta T=100K$,所以 $W = 8.31J/K \times 100K = 831J$。