1.00 mol 이상 기체 C_v 12.47 J/K•mol P_ex 15.0 bar V_i 4.50 L 6.75 L

1.00 mol 이상 기체 C_v 12.47 J/K•mol P_ex 15.0 bar V_i 4.50 L 6.75 L

 

 

1.00 mol의 이상 기체(C_v,m = 12.47 J/K•mol)가

일정 압력 P_ex = 15.0 bar에서

부피가 V_i = 4.50 L에서 6.75 L로 팽창되었다.

다음을 구하시오.

(1) 내부 에너지의 변화량 ΔU

(2) 일 w

(3) 열량 q

 

 

 

> V_i = 4.50 L

> V_f = 6.75 L

 

 

 

(1) 내부 에너지의 변화량 ΔU

ΔU = n C_v ΔT

( 참고 https://ywpop.tistory.com/14380 )

 

 

 

(15.0 bar) (1 atm / 1.01325 bar)

= 15.0/1.01325 atm

 

 

 

PV = nRT 로부터,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3097 )

 

T_i = PV_i / nR

= [(15.0/1.01325) (4.50)] / [(1.00) (0.08206)]

= 811.8 K

 

T_f = PV_f / nR

= [(15.0/1.01325) (6.75)] / [(1.00) (0.08206)]

= 1217.7 K

 

 

 

ΔU = n C_v ΔT

= (1) (12.47) (1217.7 – 811.8)

= 5061.6 J

 

 

300x250

 

 

(2) 일 w

w = –P_ext ΔV

( 참고 https://ywpop.tistory.com/5281 )

 

= –(15.0/1.01325 atm) (6.75 – 4.50 L)

= –33.30866 atm•L

 

 

 

(–33.30866 atm•L) (8.314 J / 0.08206 atm•L)

= (–33.30866) (8.314 / 0.08206)

= –3374.7 J

 

 

 

(3) 열량 q

ΔU = q + w

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7219 )

 

q = ΔU – w

= 5061.6 – (–3374.7)

= 8436.3 J

 

 

 

 

[키워드] 화학 열역학 기준, 등압 팽창 기준