题目
一气缸内储存有1mol的双原子分子理想气体,在压缩过程中外界做功10 J,气体升温1K,此过程中外界传给气体的热量为________。(普适气体常量R=8.31 J/(mol∙K))A. 30.775JB. 10.775JC. 12.465JD. 2.465J
一气缸内储存有1mol的双原子分子理想气体,在压缩过程中外界做功10 J,气体升温1K,此过程中外界传给气体的热量为________。(普适气体常量R=8.31 J/(mol∙K))
A. 30.775J
B. 10.775J
C. 12.465J
D. 2.465J
题目解答
答案
B. 10.775J
解析
步骤 1:确定理想气体的内能变化
理想气体的内能变化与温度变化有关,对于双原子分子理想气体,其内能变化可表示为:
\[ \Delta U = \frac{5}{2} n R \Delta T \]
其中,\( n \) 为摩尔数,\( R \) 为普适气体常量,\( \Delta T \) 为温度变化量。对于本题,\( n = 1 \) mol,\( R = 8.31 \) J/(mol∙K),\( \Delta T = 1 \) K,代入公式得:
\[ \Delta U = \frac{5}{2} \times 1 \times 8.31 \times 1 = 20.775 \text{ J} \]
步骤 2:应用热力学第一定律
热力学第一定律表明,系统内能的变化等于外界对系统做的功加上系统吸收的热量,即:
\[ \Delta U = W + Q \]
其中,\( W \) 为外界对系统做的功,\( Q \) 为系统吸收的热量。对于本题,外界对系统做的功 \( W = 10 \) J,内能变化 \( \Delta U = 20.775 \) J,代入公式得:
\[ 20.775 = 10 + Q \]
解得:
\[ Q = 20.775 - 10 = 10.775 \text{ J} \]
理想气体的内能变化与温度变化有关,对于双原子分子理想气体,其内能变化可表示为:
\[ \Delta U = \frac{5}{2} n R \Delta T \]
其中,\( n \) 为摩尔数,\( R \) 为普适气体常量,\( \Delta T \) 为温度变化量。对于本题,\( n = 1 \) mol,\( R = 8.31 \) J/(mol∙K),\( \Delta T = 1 \) K,代入公式得:
\[ \Delta U = \frac{5}{2} \times 1 \times 8.31 \times 1 = 20.775 \text{ J} \]
步骤 2:应用热力学第一定律
热力学第一定律表明,系统内能的变化等于外界对系统做的功加上系统吸收的热量,即:
\[ \Delta U = W + Q \]
其中,\( W \) 为外界对系统做的功,\( Q \) 为系统吸收的热量。对于本题,外界对系统做的功 \( W = 10 \) J,内能变化 \( \Delta U = 20.775 \) J,代入公式得:
\[ 20.775 = 10 + Q \]
解得:
\[ Q = 20.775 - 10 = 10.775 \text{ J} \]