请问,“热学 0.02kg氦气温度由17℃升到27℃,若在升温过程中,①体积保持不变,②压强保持不变,③不与外界

题目

请问,“热学 0.02kg氦气温度由17℃升到27℃,若在升温过程中,①体积保持不变,②压强保持不变,③不与外界
热学 0.02kg氦气温度由17℃升到27℃,若在升温过程中,①体积保持不变,②压强保持不变,③不与外界交换热量.这道题是那本书上的习题?

答案

将氦气视为理想气体,单原子气体Cv,m=1.5R,氦气的量n=0.02*1000/4=5mol,T1=17+273=290K T2=27+273=300K
①体积保持不变,所以不做功,即W=0
理想气体内能变化ΔU=nCv,mΔT=5*1.5R*(300-290)=7.5*8.314*10=623.6J
Q=ΔU-W=623.6J
②压强保持不变
理想气体内能只与温度有关,所以此过程内能改变与①相同,即ΔU=623.6J
由理气状态方程PV=nRT,可得PV1=nRT1=5*8.314*290=12055.3J
PV2=nRT2=5*8.314*300=12471J
W=PΔV=P(V2-V1)=12471-12055.3=415.7J
所以Q=ΔU-W=623.6-465.7=157.9J
③不与外界交换热量 即绝热过程,Q=0.因为初末温度与上两个过程相同,所以ΔU不变,仍为623.6J
W=ΔU-Q=623.6J