1.0 mol oxygen O2 gas is heated at constant pressure at 0℃
When 1.0 mol of oxygen (O2) gas is heated at constant pressure starting at 0℃, how much energy must be added to the gas as heat to double its volume? (The molecules rotate but do not oscillate.)
일정한 압력에서 산소(O2) 기체 1.00 mol이 0℃부터 가열될 때 부피가 두 배가 되려면 기체에 열로 가해지는 에너지는 얼마여야 하는가? (분자는 회전하지만 진동은 하지 않는다.)
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일정한 압력(등압) 조건이므로,
V1 / T1 = V2 / T2
( 참고 https://ywpop.tistory.com/9578 )
T2 = V2 / (V1 / T1)
T1 = 273 K 이고,
V2 = 2V1 이므로,
T2 = 2V1 / (V1 / 273)
= 2 / (1 / 273)
= 546 K
Q = nCpΔT 또는
q_P = nCpΔT
( Cp = 5/2 R )
( 참고 https://ywpop.tistory.com/23639 )
= (1.0 mol) (5/2) (8.314 J/mol•K) (546 – 273 K)
= (1.0) (5/2) (8.314) (546 – 273)
= 5674 J
답: 5.67×10^3 J 또는 5.67 kJ
[참고] Cp = 7/2 R 인 경우,
q_P = nCpΔT
= (1.0 mol) (7/2) (8.314 J/mol•K) (546 – 273 K)
= (1.0) (7/2) (8.314) (546 – 273)
= 7944 J
---> 답: 7.94×10^3 J 또는 7.94 kJ
[키워드] q_P = nCpΔT 기준, Q = nCpΔT 기준
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