Какой прирост энтропии ∆S возникает при изометрическом расширении азота массой m=10,5 г от объема V1=2л до объема V2=5л?

Физика Университет Термодинамика прирост энтропии изометрическое расширение энтропия азота Объём газа физика термодинамика расчет энтропии масса газа Новый

Чтобы рассчитать прирост энтропии ∆S при изометрическом расширении газа, необходимо использовать формулу для изменения энтропии идеального газа:

Формула:

∆S = n * R * ln(V2/V1)

Где:

• n - количество молей газа
• R - универсальная газовая постоянная (приблизительно 8,31 Дж/(моль·К))
• V1 - начальный объем
• V2 - конечный объем

Теперь давайте шаг за шагом решим задачу.

1. Определим количество молей газа (n):

Для этого используем формулу:

n = m / M

где m - масса газа, M - молярная масса газа.

Молярная масса азота (N2) составляет примерно 28 г/моль. Подставим значения:

n = 10,5 г / 28 г/моль = 0,375 моль

2. Подставим значения в формулу для изменения энтропии:

Теперь у нас есть n, R, V1 и V2:

V1 = 2 л = 0,002 м³

V2 = 5 л = 0,005 м³

Подставляем значения в формулу:

∆S = 0,375 моль * 8,31 Дж/(моль·К) * ln(5 л / 2 л)

3. Вычислим значение:

Сначала найдем логарифм:

ln(5/2) ≈ 0,916

Теперь подставим это значение в формулу:

∆S = 0,375 * 8,31 * 0,916

∆S ≈ 2,86 Дж/К

Ответ: Прирост энтропии ∆S при изометрическом расширении азота массой 10,5 г от объема 2 л до 5 л составляет примерно 2,86 Дж/К.