题目
1mol双原子理想气体的恒压摩尔热容是A. 1.5RB. 2.5RC. 3.5RD. 2R
1mol双原子理想气体的恒压摩尔热容是
A. 1.5R
B. 2.5R
C. 3.5R
D. 2R
题目解答
答案
B. 2.5R
解析
本题考查理想气体恒压摩尔热容的计算,解题思路是先明确双原子理想气体的自由度,再根据理想气体恒压摩尔热容与自由度的关系公式进行计算。
步骤一:确定双原子理想气体的自由度
对于双原子理想气体,其平动自由度 $t = 3$(对应空间直角坐标系的 $x$、$y$、$z$ 三个方向的平动),转动自由度 $r = 2$(绕着两个相互垂直且垂直于两原子连线的轴转动)。
所以双原子理想气体的总自由度 $i=t + r=3 + 2 = 5$。
步骤二:计算恒压摩尔热容
根据理想气体恒压摩尔热容 $C_{p,m}$ 与自由度 $i$ 的关系公式 $C_{p,m}=C_{V,m}+R$,其中 $C_{V,m}=\frac{i}{2}R$($C_{V,m}$ 为恒容摩尔热容)。
将 $C_{V,m}=\frac{i}{2}R$ 代入 $C_{p,m}=C_{V,m}+R$ 可得:
$C_{p,m}=\frac{i}{2}R+R$
把 $i = 5$ 代入上式:
$C_{p,m}=\frac{5}{2}R+R=\left(\frac{5}{2}+1\right)R=\frac{5 + 2}{2}R=2.5R$