Как можно вычислить мольную энтропию неона при температуре 500 К, если известно, что при 298 К и том же объеме энтропия неона равна 146.2 Дж/моль К?

Физика 11 класс Термодинамика мольная энтропия неона температура 500 К энтропия 298 К расчет энтропии физика 11 класс Новый

Чтобы вычислить мольную энтропию неона при температуре 500 К, нам нужно использовать некоторые термодинамические соотношения и свойства идеального газа. Мы знаем, что энтропия идеального газа изменяется с температурой, и можем воспользоваться уравнением для изменения энтропии с температурой:

Шаг 1: Определение изменения энтропии

• Энтропия идеального газа может быть рассчитана по формуле:
• ΔS = n * R * ln(T2/T1),
• где ΔS – изменение энтропии, n – количество молей газа, R – универсальная газовая постоянная (приблизительно 8.314 Дж/(моль·К)), T1 и T2 – начальная и конечная температуры в Кельвинах.

Шаг 2: Применение формулы

• В нашем случае:
• T1 = 298 K, T2 = 500 K.
• Поскольку мы хотим найти изменение энтропии на 1 моль неона, мы можем принять n = 1.

Шаг 3: Подстановка значений

• Теперь подставим известные значения в формулу:
• ΔS = 1 * 8.314 * ln(500/298).

Шаг 4: Вычисление логарифма

• Сначала найдем отношение температур:
• 500/298 ≈ 1.677.
• Теперь вычислим натуральный логарифм этого значения:
• ln(1.677) ≈ 0.514.

Шаг 5: Подсчет изменения энтропии

• Теперь подставим это значение обратно в формулу:
• ΔS ≈ 8.314 * 0.514 ≈ 4.27 Дж/(моль·К).

Шаг 6: Вычисление мольной энтропии при 500 K

• Теперь, чтобы найти мольную энтропию неона при 500 K, нужно добавить изменение энтропии к энтропии при 298 K:
• S(500 K) = S(298 K) + ΔS.
• S(500 K) = 146.2 Дж/(моль·К) + 4.27 Дж/(моль·К) ≈ 150.47 Дж/(моль·К).

Ответ: Мольная энтропия неона при температуре 500 K составляет примерно 150.47 Дж/(моль·К).