1mol单原子理想气体在298K时,分别按下列三种方式从15.00dm3膨胀到40.00dm3:(1)自由膨胀;(2)等温可逆膨
1mol单原子理想气体在298K时,分别按下列三种方式从15.00dm3膨胀到40.00dm3:
(1)自由膨胀;
(2)等温可逆膨胀;
(3)在恒定外压为终态压力下等温膨胀。
分别求上述三种过程的Q、W、ΔU和ΔH。
【正确答案】:答:(1)自由膨胀;
W=-pe(V2-V1)=0×(V2-V1)=0
因为理想气体的热力学能和焓都只是温度的函数,而理想气体自由膨胀过程温度不变,所以:
ΔU=ΔH=f(T)=0
(2)等温可逆膨胀;
因为理想气体的热力学能和焓都只是温度的函数,所以等温过程ΔU=ΔH=0
W=-nRTln(v2/v1)=-1×8.314×298ln(40/15)=-2430J
Q=-w=2430J
(3)在恒定外压为终态压力下等温膨胀。
ΔU=ΔH=0
P=nRT/V=(1×8.314×298)/(40/1000)=61.94KPa
W=-61.94×(40-15)=-1548.5J
Q=-w=1548.5J