Question

壓強為1個大氣壓，1 mol的水在100 ℃時變成同溫度的水蒸氣，問它的內能增加多少？(已知在此壓強和溫度下，水和水蒸氣的摩爾體積分別為18.8 cm³/mol，3.01×10⁴ cm³/mol，水的汽化熱L=4.06×10⁴ J/mol)

Answer 1

解析：水的汽化是等溫、等壓相變過程，可想象為水從熱庫緩慢吸熱汽化，水汽緩慢地推動活塞移動對外做功.則1 mol水變為同溫度和同壓強的水汽過程中，水從熱庫吸熱為：

    Q=VL=1×4.06×10⁴ J=4.06×10⁴ J

    水汽對外做功為

    A=p(V_汽-V_水)=1.013×10⁵×(3.01×10⁴-18.8)×10^-6 J=3.05×10³ J

    系統變化過程前、后的內能增量為

   ΔE=Q-A=(4.06×10⁴-3.05×10³) J=3.76×10⁴ J.

答案：3.76×10⁴ J