重 16 克的氧气被绝热压缩,结果

重16克的氧气被绝热压缩

该产品描述了一个物理问题,描述了压缩重 16 克氧气的过程。问题是确定气体内能的变化以及压缩气体所消耗的功。

该描述以学术风格编写,包含确定气体内能变化和压缩气体所消耗的功的公式。它适用于物理领​​域的学生和专业人士。

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产品描述:

氧气以 16 克重量出售,可以绝热压缩。当气体被压缩时,其温度从 300 K 增加到 800 K。对于这个过程,需要确定气体内能的变化以及气体压缩所消耗的功。

为了解决这个问题,可以使用以下公式和定律:

  • 热力学第一定律:ΔU = Q - W,其中ΔU是气体内能的变化,Q是传递给气体的热量,W是对气体所做的功。
  • 绝热过程是气体与环境之间没有热交换的过程,即Q=0。
  • 理想气体定律为:PV = nRT,其中P是气体的压力,V是其体积,n是气体中物质的量,R是通用气体常数,T是气体的绝对温度。

使用这些公式和定律,您可以得到以下结果:

  • 气体内能的变化:ΔU = 0,因为该过程是绝热的并且不伴随热交换。
  • 气体压缩所消耗的功:W = -ΔE = -(E2 - E1),其中 E1 和 E2 分别是气体的初始和最终能量。利用理想气体定律,我们可以表达气体的初始体积V1和最终体积V2,以及气体的初始压力P1和最终压力P2。因此,功可表示为 W = -nR(T2 - T1)/(1-γ),其中 γ 是绝热指数,等于恒压恒体积下气体的分子热容之比。

因此,对于这个问题,气体内能的变化为零,压缩气体所消耗的功可以使用公式 W = -nR(T2 - T1)/(1-γ) 计算,其中 T1 = 300 K,T2 = 800 K,n = 气体质量/氧气摩尔质量,R = 通用气体常数,单原子气体(例如氧气)的 γ 为 5/3。


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