В результате изохорного нагревания водорода массой т = 1 г давление газа увеличилось в 2 раза. Определить изменение энтропии.
от

1 Ответ

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)
от