단원자 이상기체 2.00 mol 일정한 부피 15.0 K

The temperature of 2.00 mol of an ideal monoatomic gas

is raised 15.0 K at constant volume. What are

a. The work W done by the gas

b. The energy transferred as heat Q

c. The change ΔE_int in the internal energy of the gas

d. The change ΔK in average kinetic energy per atom?

단원자 이상기체 2.00 mol의 온도가

일정한 부피에서 15.0 K 올라간다.

(a) 기체가 한 일 W, (b) 열로 전달된 에너지 Q,

(d) 원자당 평균 운동에너지의 변화 ΔK

는 각각 얼마인가?

------------------------

w = –PΔV

( 참고 https://ywpop.tistory.com/5281 )

“일정한 부피”

---> ΔV = 0 이므로,

w = 0

q_v = nCvΔT

> Cv = (3/2) R

( 참고 https://ywpop.tistory.com/23639 )

= (2.00 mol) (3/2) (8.314 J/mol•K) (15.0 K)

= (2.00) (3/2) (8.314) (15.0)

= 374.13 J

ΔU = nCvΔT

= 374.13 J

E_k = (3/2) k_B T 또는

K = (3/2) k_B T

> k_B = R / N_A

( 참고 https://ywpop.tistory.com/21263 )

ΔK = (3/2) k_B ΔT

= (3/2) (8.314 / (6.022×10^23)) (15.0)

= 3.11×10^(-22) J

답:

(a) W = 0

(b) Q = 374 J

(c) ΔE_int = 374 J

(d) ΔK = 3.11×10^(-22) J

[키워드] 단원자 이상기체 기준

단원자 이상기체 2.00 mol 일정한 부피 15.0 K