熱力學第一定律

1.雙原子分子(N2,H2)除具有三維的移動自由度外,也具有兩個轉動的自由角度,則定壓比熱與體積比熱得比值為? (93聯合大)Ans:查詢熱力學課本.雙原子分子的k=1.4 =>Cp/Cv=k=1.4
2.N=3(moles)He在絕熱膨脹下,溫度由T1=802K變為T2=505K,則其內能變化為?(91逢甲)Ans:R=氣體常數=Ru/M=8.31/0.04=207.75(J/mol.k)k=絕熱係數=單原子1.5Cv=R/(k-1)=207.75/0.5=415.5(J/mol.k)U=N*Cv*(T2-T1)=3*415.5*(505-802)=-370200(J)

3.假設O2是一理想氣體.若在溫度T時.氣體系統中只含N=2克分子的氧分子.此系統中內能U為? 克分子定容比熱為?(氣體常數為R)(淡江)Ans:R=氣體常數=Ru/M=8.31/0.32=26(J/mol.k)k=絕熱係數=雙原子1.4Cv=R/(k-1)=26/0.4=64.9(J/mol.k)U=N*Cv*(T+273)=2*64.9*(T+273)=129.8*(T+273)(J)


2014-04-09 07:31:47 補充：
因為Ru=J/mol.k; R=J/kg.k; 所以(2)修正如下:

k=絕熱係數=單原子1.5

Cv=Ru/(k-1)

=8.314/0.5

=16.628(J/mol.k)

U=N*Cv*(T2-T1)

=3*16.628*(505-802)

=-14816(J)

2014-04-09 07:33:47 補充：
修正(3):

k=絕熱係數=雙原子1.4

Cv=Ru/(k-1)

=8.314/0.4

=20.785(J/mol.k)

U=N*Cv*(T+273)

=2*20.785*(T+273)

=41.57*(T+273)(J)

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1. 由熱力學第一定律：q = ∆U + w = ∆U + p∆V 熱能 = 系統內能變化＋系統對環境作功
q = +200 + 200 x (9 - 14) / 4.18 = 200 - 239.23 = -39.23 cal
負號表示熱量由系統流向環境，也就是系統放熱。
　
2. q = ∆U + w = ( 200 - 420 ) + 100 = -120 kJ/kg
負號表示熱量由系統流向環境，也就是系統放熱。


N*m = 牛頓乘以米 = 焦耳
1焦耳 = 1/4.18 卡