熱力学の問題です。下記の問題がどうしても解けません。解き方も含めて教えてもらえると助かります。

100℃、1気圧の下で1モルの水が蒸発するときになす仕事を求めなさい。
(液体の水の密度は1000kg/m^3、水蒸気は理想気体であると考えるられる)

No.1 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2020/06/07 16:24

水は H2O なので、mol 質量は 18 g/mol。

液体の水の密度より、1 mol の水の体積は
　0.018 [kg] / {1000 [kg/m^3] = 1.8 * 10^(-5) [m^3]

一方、水蒸気を理想気体とすれば標準状態（0℃、1気圧）で 22.4 L = 2.24 * 10^(-2) [m^3] なので、100℃では
　2.24 * 10^(-2)[m^3] / 273[K] = V[m^3] /373[K]
より
　V = 3.0605128･･･ * 10^(-2) ≒ 3.0605 * 10^(-2) [m^3]

1 気圧は 1.013 * 10^5 [N/m^2] なので、この気圧で上記の体積変化をしたときの仕事は

　W = 1.013 * 10^5 [N/m^2] * [3.0605 * {10^(-2) - 1.8 * 10(-5) [m^3]} = 3.09846･･･ * 10^3 [N･m]
　　≒ 3.1 * 10^3 [J]

この回答へのお礼

非常に丁寧でわかりやすかったです。わざわざ解答していただきありがとうございました！

お礼日時：2020/06/07 21:43