Дано:
Масса водорода, t = 1 г
Увеличение давления газа в 2 раза
Найти:
Изменение энтропии
Решение с расчетом:
Изохорное увеличение давления для моля газа можно выразить как:
Delta S / R = ln(Pf / Pi)
где:
Delta S - изменение энтропии
R - газовая постоянная
Pf - конечное давление газа
Pi - начальное давление газа
Используя идеальный газовый закон PV = nRT, где n - количество молей газа, и P = nRT/V, где V - объем, мы можем связать начальное и конечное давление через начальное и конечное количество молей газа.
Если начальное и конечное количество молей газа одинаковы, тогда
Pf / Pi = Tf / Ti
Таким образом, из увеличения давления в 2 раза следует, что Pf / Pi = 2.
Поскольку у нас дано изохорное нагревание, то Tf / Ti = 2.
Теперь, используя формулу Delta S = R * ln(Pf / Pi), подставим значение Pf / Pi = 2:
Delta S = R * ln(2)
Теперь, поскольку у нас масса водорода равна 1 г, мы можем найти количество молей газа, выраженное через молярную массу водорода (1 г/моль) и постоянную Авогадро:
n = m / M = 0.001 кг / 0.002 кг/моль = 1/2 моль
Газовая постоянная R для водорода составляет 4,124 Дж/(моль * K), таким образом:
Delta S = 4,124 Дж/(моль * K) * ln(2) ≈ 7,2 Дж/(моль * K)
Ответ:
Изменение энтропии составляет примерно 7,2 Дж/(моль * K)