Азот массой 14 г расширяется изобарически от объема И до объема
V2 = 3-Vi. Найти изменение A$ энтропии при этом расширении.
Ответы
Ответ:
Для решения этой задачи можно воспользоваться формулой для изменения энтропии идеального газа при изобарическом процессе:
ΔS = nCp ln(T2/T1),
где ΔS - изменение энтропии, n - количество вещества газа (в молях), Cp - удельная теплоемкость газа при постоянном давлении, T1 и T2 - начальная и конечная температуры газа соответственно.
Для того чтобы применить эту формулу, нам нужно знать начальную и конечную температуры газа. Поскольку процесс изобарический, то давление газа постоянно и можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа:
pV = nRT,
где p - давление газа, V - его объем, n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура.
Из уравнения состояния можно выразить начальную температуру газа:
T1 = pV1/nR,
где V1 - начальный объем газа.
Конечный объем газа V2 = 3 - Vi известен, поэтому можно выразить конечную температуру газа:
T2 = pV2/nR.
Теперь мы можем подставить значения начальной и конечной температур в формулу для изменения энтропии:
ΔS = nCp ln(T2/T1) = nCp ln((3 - Vi)/Vi),
где мы использовали соотношение pV1 = pV2, так как процесс изобарический.
Удельную теплоемкость газа при постоянном давлении Cp для азота равна примерно 29,1 Дж/(моль·К).
Чтобы определить количество вещества газа n, можно воспользоваться его молярной массой M = 14 г/моль. Тогда количество вещества можно выразить как:
n = m/M = 14 г / 28 г/моль = 0,5 моль.
Теперь мы можем подставить все известные значения в формулу для изменения энтропии и решить ее:
ΔS = nCp ln((3 - Vi)/Vi) = 0,5 моль * 29,1 Дж/(моль·К) * ln((3 - Vi)/Vi).
Таким образом, если известно значение Vi, можно вычислить изменение энтропии ΔS.