Дано:
Масса водорода (m) = 1 г = 0,001 кг
Повышение давления (P) = 2 раза
Найти:
Изменение энтропии газа
Решение:
Для жестких молекул изменение энтропии газа при изотермическом процессе можно выразить формулой:
ΔS = n * R * ln(V2/V1)
Где:
- ΔS - изменение энтропии (Дж/К),
- n - количество вещества газа (мол),
- R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль*К)),
- V1 - начальный объем газа,
- V2 - конечный объем газа.
Поскольку давление обратно пропорционально объему (P = k/V, где k - константа), учитывая, что P2 = 2P1 и объем обратно пропорционален давлению, то V2 = V1/2.
Теперь можем подставить значения и решить:
ΔS = 0,001 кг / (2 г/моль) * 8,314 Дж/(моль*К) * ln(1/2)
ΔS = 0,001 / 2 * 8,314 * ln(0,5)
ΔS = 0,0005 * 8,314 * (-0,693)
ΔS = -0,00364 Дж/К
Ответ:
При повышении давления газа водорода в 2 раза при изохорном нагревании массой 1 г изменение энтропии газа составляет примерно 0,00364 Дж/К.