Широкий круг вопросов

Вычислить изменение энтропии при изотермическом расширении 6 г водорода, если давление меняется от

Автор Hyper best, Апр. 27, 2024, 17:54

« назад - далее »

Hyper best

Один момент остается неясным.  Вычислить изменение энтропии при изотермическом расширении 6 г водорода, если давление меняется от 10^5 до 0,5*10^5 Н/м2.


Задорный

Для вычисления изменения энтропии при изотермическом расширении газа можно воспользоваться формулой:

ΔS = n*R*ln(V2/V1)

Где:
ΔS - изменение энтропии
n - количество вещества (в молях)
R - универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/(моль*К))
V1, V2 - объемы газа до и после расширения соответственно

Для начала определим количество вещества n в молях. Масса 6 г водорода соответствует примерно 6/2 = 3 молям (учитывая молярную массу водорода 2 г/моль).

Далее найдем объемы газа до и после расширения. Из уравнения состояния идеального газа PV = nRT следует, что P1*V1 = n*R*T и P2*V2 = n*R*T. Поскольку процесс изотермический, то T постоянно.

Таким образом, мы можем записать:

P1*V1 = n*R*T
P2*V2 = n*R*T

Подставляем известные значения:

10^5 * V1 = 3 * 8,31 * T
0,5*10^5 * V2 = 3 * 8,31 * T

Решаем систему уравнений для V1 и V2:

V1 = 3 * 8,31 * T / 10^5
V2 = 3 * 8,31 * T / (0,5*10^5)

Теперь подставляем найденные значения объемов в формулу для изменения энтропии:

ΔS = 3 * 8,31 * ln((3 * 8,31 * T / (0,5*10^5)) / (3 * 8,31 * T / 10^5))

ΔS = 3 * 8,31 * ln(2)

ΔS ≈ 3 * 8,31 * ln(2) ≈ 3 * 8,31 * 0,693 ≈ 16,17 Дж/К

Таким образом, изменение энтропии при изотермическом расширении 6 г водорода от 10^5 до 0,5*10^5 Н/м^2 составляет примерно 16,17 Дж/К.