Question

压强为1个大气压，1 mol的水在100 ℃时变成同温度的水蒸气，问它的内能增加多少？(已知在此压强和温度下，水和水蒸气的摩尔体积分别为18.8 cm³/mol，3.01×10⁴ cm³/mol，水的汽化热L=4.06×10⁴ J/mol)

Answer 1

解析：水的汽化是等温、等压相变过程，可想象为水从热库缓慢吸热汽化，水汽缓慢地推动活塞移动对外做功.则1 mol水变为同温度和同压强的水汽过程中，水从热库吸热为：

    Q=VL=1×4.06×10⁴ J=4.06×10⁴ J

    水汽对外做功为

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

    系统变化过程前、后的内能增量为

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

答案：3.76×10⁴ J