2022년03월05일 56번

화학변화계의 체적이 2L 증가하였으므로, 일을 계산하기 위해서는 압력과 체적의 변화량, 그리고 기체 상수인 R값이 필요하다.

일을 계산하는 공식은 다음과 같다.

일(J) = -PΔV

여기서, P는 압력, ΔV는 체적의 변화량을 의미한다.

R값은 대략적으로 8.31 J/mol·K로 알려져 있다.

따라서, 일을 계산하기 위해서는 먼저 몰 수를 계산해야 한다.

체적이 2L 증가했으므로, 몰 수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

n = PV/RT

여기서, P는 1 atm, V는 2 L 증가한 2L, R은 8.31 J/mol·K, T는 변화가 없으므로 상수인 298 K를 대입한다.

n = (1 atm)(2 L)/(8.31 J/mol·K)(298 K)

n = 0.000959 mol

이제 일을 계산할 수 있다.

일(J) = -(1 atm)(2 L)(0.000959 mol)/(1 mol·K)(298 K)

일(J) = -0.509 J

하지만, 문제에서는 정답이 202.65이다. 이는 일을 계산할 때 단위를 바꾸어 계산한 결과이다.

1 J = 0.101325 atm·L

따라서,

일(J) = -0.509 J × (0.101325 atm·L/1 J)

일(J) = -0.0516 atm·L

이제 부호를 바꾸어서 일을 구한다.

일(J) = 0.0516 atm·L

따라서, 정답은 202.65이다.