大学物理热力学基础的一道题

Question

64g氧气的温度由237k上升到323k,在以下过程中（1）保持体积不变；（2）保持压强不变。分别计算氧气各吸收了多少热量，增加了多少内能，对外做了多少功。（请帮忙写出解题的完整过程）

Answer 1

在室温以上，氧气都可视为理想气体，如此，其内能就只与温度有关，即U=(5/2)NkT。题中的内能增量不论是等容还是等压都是一样的，即ΔU=(5/2)Nk*ΔT=(5/2)Nk(T'-T)=(5/2)[(64/32)*6.02e23](1.38e-23)(323-237)=3572(J)。
1）等容时，ΔW=0。由热力学第一定律ΔU=ΔQ+ΔW得：ΔQ=ΔU-ΔW=ΔU=3572(J)。
2）等压时，PV=nRT，PV'=nRT'，nR=Nk，所以，气体膨胀对外做功ΔW'=P*ΔV=nR*ΔT=Nk(T'-T)=1429(J)。外界对气体做功ΔW=-ΔW'。由热力学第一定律ΔU=ΔQ+ΔW得：ΔQ=ΔU-ΔW=ΔU+ΔW'=5001(J)。

Answer 2

5001(J)