Tính công và biến thiên nội năng trong quá trình hóa hơi của nước
Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về công và biến thiên nội năng trong quá trình hóa hơi của nước. Yêu cầu của bài viết là tính toán công \( A \) và biến thiên nội năng \( \Delta U \) dựa trên thông tin về chuyến \( 1 \) mol nước lỏng có thể tích \( V_l = 0,018 \) lít được biến thành hơi ở \( 100^{\circ} \mathrm{C} \) và áp suất \( P = 1 \) atm. Nhiệt hoá hơi của nước được cho là \( 40,630 \) kJ/mol. Đầu tiên, chúng ta sẽ tính công \( A \) trong quá trình hóa hơi của nước. Công được tính bằng công thực hiện trên hệ thống, và trong trường hợp này, công được tính bằng công thực hiện để nén không gian từ \( V_l \) đến \( V_g \), trong đó \( V_g \) là thể tích của hơi nước ở \( 100^{\circ} \mathrm{C} \) và \( P = 1 \) atm. Để tính công, chúng ta sử dụng công thức sau: \[ A = -P \Delta V \] Trong trường hợp này, \( \Delta V = V_g - V_l \). Với \( V_l = 0,018 \) lít và \( P = 1 \) atm, chúng ta cần tính \( V_g \). Để tính \( V_g \), chúng ta có thể sử dụng định luật Boyle-Mariotte: \[ P_1V_1 = P_2V_2 \] Trong trường hợp này, \( P_1 = 1 \) atm, \( V_1 = 0,018 \) lít, \( P_2 = 1 \) atm và \( V_2 \) là thể tích của hơi nước ở \( 100^{\circ} \mathrm{C}\). Từ đó, chúng ta có thể tính được \( V_g \). Sau khi tính toán, ta sẽ có giá trị của \( \Delta V \) và từ đó tính được công \( A \). Tiếp theo, chúng ta sẽ tính biến thiên nội năng \( \Delta U \) trong quá trình hóa hơi của nước. Biến thiên nội năng được tính bằng công thức sau: \[ \Delta U = Q - A \] Trong trường hợp này, chúng ta đã biết công \( A \) từ bước trước và nhiệt \( Q \) được tính bằng công thức: \[ Q = n \Delta H \] Trong trường hợp này, \( n = 1 \) mol và \( \Delta H \) là nhiệt hoá hơi của nước, được cho là \( 40,630 \) kJ/mol. Từ đó, chúng ta có thể tính được \( Q \) và sau đó tính được \( \Delta U \). Sau khi tính toán, chúng ta thu được kết quả là \( -3097,76 \) J cho công \( A \) và \( 37532,24 \) J cho biến thiên nội năng \( \Delta U \). Các kết quả này cho thấy rằng trong quá trình hóa hơi của nước, công được tiêu thụ và nội năng của hệ tăng lên. Trên đây là những tính toán và kết quả liên quan đến công và biến thiên nội năng trong quá trình hóa hơi của nước. Hi vọng rằng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về quá trình này và áp dụng được kiến thức vào các bài toán tương tự.
4(246 phiếu bầu)
