Question

在一个标准大气压下，水在沸腾时，1 g水由液态变成同温度的气态，其体积由1.043 cm³变成1 676 cm³，已知水的汽化热为2 263.8 J/g，试求：

（1）体积膨胀时气体对外界做的功W；

（2）气体吸收的热量；

（3）气体增加的内能ΔU.

Answer 1

（1）169.7 J  （2）2 263.8 J  （3）2 094.1 J

解析:

取1 g水为研究系统，大气视为外界，1 g 沸腾的水变成同温度的汽需要吸收热量，同时由于体积的膨胀，系统要对外做功，所以有ΔU＜Q_吸.

（1）气体在等压下膨胀做功

W=p(V₂-V₁)

=1.013×10⁵×(1 676-1.043)×10^-6 J

=169.7 J.

（2）气体吸收热量

Q=mL=1×2 263.8 J=2 263.8 J.

（3）根据热力学第一定律

ΔU=Q+W

=2 263.8 J+(-169.7) J=2 094.1 J.