Υπολογίστε την εργασία που έγινε όταν 1,0 mole νερού στα 273 K εξατμίζεται ενάντια στην ατμοσφαιρική ατμόσφαιρα της ατμοσφαιρικής πίεσης. υποθέστε την ιδανική συμπεριφορά αερίου.;

Εδώ είναι πώς να υπολογίσετε το έργο που έγινε όταν 1 mole του νερού εξατμίζεται έναντι της ατμοσφαιρικής πίεσης:

Κατανόηση των εννοιών

* Εξάτμιση: Αυτή είναι η διαδικασία ενός υγρού που μεταβάλλεται σε ένα αέριο.

* Εργασία έγινε: Στη θερμοδυναμική, η εργασία που γίνεται από ένα σύστημα είναι η ενέργεια που μεταφέρεται από το σύστημα λόγω αλλαγής του όγκου. Για ένα ιδανικό αέριο, αυτό υπολογίζεται ως:

* W =-pΔV (όπου p είναι πίεση και ΔV είναι η μεταβολή του όγκου)

* Ιδανικός νόμος αερίου: PV =NRT (όπου p είναι πίεση, V είναι όγκος, n είναι moles, r είναι η ιδανική σταθερά αερίου, και t είναι θερμοκρασία)

Υπολογισμοί

1. Προσδιορίστε τον αρχικό όγκο:

* Δεδομένου ότι το νερό είναι υγρό, μπορούμε να αγνοήσουμε τον αρχικό του όγκο.

2. Προσδιορίστε τον τελικό όγκο (όγκος υδρατμών):

* Χρησιμοποιήστε τον ιδανικό νόμο για το φυσικό αέριο για να βρείτε τον όγκο 1 μολύβδου υδρατμών στα 273 Κ και 1 πίεση atm.

* V =(NRT)/p =(1 mol * 0.0821 L · atm/mol · k * 273 k)/1 atm ≈ 22,4 l

3. Υπολογίστε την αλλαγή του τόμου:

* ΔV =τελικός όγκος - αρχικός όγκος ≈ 22,4 L - 0 L =22,4 L

4. Υπολογίστε την εργασία:

* W =-PΔV =-(1 atm) * (22,4 L) ≈ -22,4 L · ATM

Μετατροπή σε joules

* 1 L · atm =101.325 j

* Επομένως, W ≈ -22,4 L · ATM * 101.325 J/L · ATM ≈ -2270 J

Σημαντική σημείωση: Αυτός ο υπολογισμός προϋποθέτει ότι η διαδικασία εξάτμισης εμφανίζεται σε σταθερή πίεση (ισοβαρική).

Συμπέρασμα

Η εργασία που γίνεται όταν 1 mole των υδάτων εξατμίζεται έναντι της ατμοσφαιρικής πίεσης στα 273 K είναι περίπου -2270 J. Το αρνητικό σύμβολο υποδεικνύει ότι η εργασία γίνεται * από το σύστημα (υδρατμός) στο περιβάλλον (η ατμόσφαιρα).