Задачи для самостоятельного решения. Задача 2.9. Найдите изменение энтропии системы, описанной в задаче 2.8, если газы в сосудах различны?

Задача 2.9. Найдите изменение энтропии системы, описанной в задаче 2.8, если газы в сосудах различны?

 

Ответ:

Задача. 2.10. Найдите изменение энтропии при переходе 10г кислорода от объема V₁=15 л при температуре t₁=100⁰C к объему V₂=0.05м³ при температуре T₂=300K.

Ответ: 0.18 Дж/K.

 

Задача. 2.11. Два сосуда, вместимость которых V₁=1,6 л и V₂=3,4 л, содержат соответственно оксид углерода массой m₁=14г и кислород массой m₂=16г. Температуры газов одинаковы. Сосуды соединяют, газы перемешиваются. Определите приращение энтропии в этом процессе.

Ответ: =6.34 Дж/К.

 

Задача. 2.12. Считая, что вероятность того, что N молекул газа, каждая из которых с равной вероятностью может находиться в любой элементарной ячейке объемом V₁, в определенной момент времени одновременно попадают в часть V₂ этого объема, равна , покажите, что изменение энтропии при изотермическом расширении идеального газа от V₂ до V₁ равно DS=klnG, k – постоянная Больцмана.

 

Задача. 2.13. Один моль идеального газа, состоящего из одноатомных молекул, находится в сосуде при температуре Т₀=300К. Во сколько раз измениться статистический вес этой системы, если ее нагреть изохорически на DТ=1,0К?

Ответ: увеличится на (10^1,31)(10¹⁰)²¹ раз.

 

Задача 2.15. В двух сосудах различного объема находится по n молей одинакового газа при различных температурах Т₁ и Т₂. Сосуды соединяются между собой, газы перемешиваются, и системы приходит в равновесии. Найти изменение энтропии при этом процессе.

Ответ: .

 

Некоторые физические константы.

Число Авогадро N_A=6.022·10²³ моль^-1

Постоянная Больцмана k=1,3807·10^-23 Дж/К

Молярная газовая постоянная R=8,314 Дж/(К·моль)

 

 

Литература

1. Иродов, Игорь Евгеньевич. Задачи по общей физике: учебное пособие для студентов физических специальностей высших учебных заведений / И. Е. Иродов.—9-е изд..—Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012.—431 с. <URL:http://z3950.ksu.ru/bcover/0000758036_con.pdf

2. Иродов, Игорь Евгеньевич. Физика макросистем: основные законы / И. Е. Иродов.—Издание 3-е, стереотипное.—Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.—207 с.

3. Кикоин, Абрам Константинович. Молекулярная физика = Molecular physics: учебное пособие / А. К. Кикоин, И. К. Кикоин.—Издание 4-е, стереотипное.—Санкт-Петербург [и др.]: Лань, 2008.—480 с.

4. Матвеев, Алексей Николаевич. Молекулярная физика = Molecular physics: учебное пособие / А. Н. Матвеев.—Издание 4-е, стереотипное.—Санкт-Петербург [и др.]: Лань, 2010.—368 с.

5. Савельев, Игорь Владимирович. Курс общей физики: учебное пособие для втузов: в 5 кн. / И. В. Савельев.—Москва: АСТ: Астрель, 2005. Кн. 3: Молекулярная физика и термодинамика.—2005.—208 с.

6. Сивухин, Дмитрий Васильевич. Общий курс физики: учебное пособие для вузов: В 5 томах / Д. В. Сивухин.—Москва: Физматлит, 2006.—; 22 см. Т. 2: Термодинамика и молекулярная физика.—Издание 5-е, исправленное.—2006.—544 с.

7. Чертов, Александр Георгиевич. Задачник по физике: учебное пособие для втузов / А. Г. Чертов, А. А. Воробьев.—Издание 8-е, переработанное и дополненное.—Москва: Физматлит, 2006.—640 с.