Сборник задач по физике с примерами решений. Молекулярная физика и термодинамика. Электромагнетизм. Александров В.Н - 37 стр.

5.14 Вычислите изменение энтропии одного моля идеального газа при расши-
     рении по политропе PV n  const от объема V1 до объема V2. Рассмот-
     рите процессы: а) изотермический; б) адиабатный; в) изобарный (про-
     цессы считать обратимыми).
                                    Решение
          Изменение энтропии 1 моля идеального газа при переходе из состоя-
     ния 1 в состояние 2 можно вычислить по формуле:
                                                Р         V 
                       ΔS1 2  S 2  S1  CV ln 2  CР ln 2  .
                                                Р1        V1 
                                              n
     Из уравнения политропического процесса PV  const можно записать:
                                                n
                                  Р2  V2 
                                     
                                  Р1  V1         ,
     поэтому:
                                                                     C  CР
                      ΔS1 2  C Р  nCV   ln 2 ,            n
                                                V        где                .
                                          V1                         C  CV
     а) При изотермическом процессе n=1, тогда
                                                         V2
                       CР  nCV  R и      ST  R ln       .
                                                         V1
    б) При адиабатном процессе n=; СР – nCV =0; тогда S ад  0 .
                                                           V
     в) При изобарном процессе n=0, тогда S Р  CР  ln 2 .
                                                           V1
5.15 Масса m=10,5г азота изотермически расширяется от объема V1=2л до объ-
      ема V2=5л. Найти приращение энтропии при этом процессе. (Ответ:
      2,86Дж/К).
5.16 При нагревании количества =103молей 2-х атомного газа его термодина-
      мическая температура увеличивается от Т1 до Т2=1,5Т1. Найти приращение
      энтропии S, если нагревание происходит: а) при постоянном объеме;
      б) при постоянном давлении. (Ответ:а) 8,42·103 Дж/К; б)1,18·104 Дж/К).
5.17 Определите изменение энтропии водорода массой m=1г, если а) газ снача-
      ла адиабатно сжимают до вдвое меньшего объема, а затем изохорно охла-
      ждают до первоначальной температуры; б) газ сначала адиабатно сжима-
      ют до вдвое меньшего объема, а затем изотермически расширяют до на-
      чального объема. (Ответ: а) –2,88 Дж/К; б) 17,3 Дж/К).
5.18 Найти приращение энтропии S при превращении массы m=1г воды, взя-
      той при температуре t1=00С, в пар. (r=2,25106Дж/кг, с=4,18103Дж/кгК).
      (Ответ: 7,3 Дж/К).


36