题目
10.5 一定量氢气在保持压强为 .00times (10)^5Pa 不变的情况下,温度由0.0℃升高到50.0℃-|||-时,吸收了 .0times (10)^4J 的热量。-|||-(1)氢气的量是多少摩尔?-|||-(2)氢气内能变化多少?-|||-(3)氢气对外做了多少功?-|||-(4)如果这氢气的体积保持不变而温度发生同样变化,它该吸收多少热量?
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算氢气的摩尔数
根据理想气体状态方程，氢气在恒压下的热量吸收可以表示为 $Q = vC_P\Delta T$，其中 $C_P$ 是摩尔定压热容，对于氢气，$C_P = \frac{7}{2}R$，$R$ 是理想气体常数。因此，氢气的摩尔数 $v$ 可以通过 $v = \frac{2Q}{(i+2)R\Delta T}$ 计算，其中 $i$ 是自由度，对于氢气，$i = 5$。
步骤 2：计算氢气内能变化
氢气内能变化 $\Delta E$ 可以通过 $\Delta E = vC_v\Delta T$ 计算，其中 $C_v$ 是摩尔定容热容，对于氢气，$C_v = \frac{5}{2}R$。
步骤 3：计算氢气对外做的功
根据热力学第一定律，氢气对外做的功 $A$ 可以通过 $A = Q - \Delta E$ 计算。
步骤 4：计算氢气在恒定体积下的热量吸收
如果氢气的体积保持不变，氢气吸收的热量 $Q$ 等于氢气内能的变化 $\Delta E$。
根据理想气体状态方程，氢气在恒压下的热量吸收可以表示为 $Q = vC_P\Delta T$，其中 $C_P$ 是摩尔定压热容，对于氢气，$C_P = \frac{7}{2}R$，$R$ 是理想气体常数。因此，氢气的摩尔数 $v$ 可以通过 $v = \frac{2Q}{(i+2)R\Delta T}$ 计算，其中 $i$ 是自由度，对于氢气，$i = 5$。
步骤 2：计算氢气内能变化
氢气内能变化 $\Delta E$ 可以通过 $\Delta E = vC_v\Delta T$ 计算，其中 $C_v$ 是摩尔定容热容，对于氢气，$C_v = \frac{5}{2}R$。
步骤 3：计算氢气对外做的功
根据热力学第一定律，氢气对外做的功 $A$ 可以通过 $A = Q - \Delta E$ 计算。
步骤 4：计算氢气在恒定体积下的热量吸收
如果氢气的体积保持不变，氢气吸收的热量 $Q$ 等于氢气内能的变化 $\Delta E$。