. Найти изменение ΔS энтропии при изотермическом расширении массы m = 6 г водорода от давления Р1 = 100 кПа до давления Р2 = 50 кПа.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Изотермическое расширение означает, что температура системы остается постоянной в течение процесса.

Из уравнения состояния идеального газа для изотермического процесса (T = const) можем записать:

P1V1 = P2V2

где P1 и P2 - начальное и конечное давление соответственно, а V1 и V2 - начальный и конечный объем газа соответственно.

m - масса газа, R - универсальная газовая постоянная, M - молярная масса газа, n - количество молей газа:

m = n * M

n = m / M

Возьмем начальное состояние газа (1):

P1V1 = nRT

V1 = nRT / P1

А также конечное состояние газа (2):

P2V2 = nRT

V2 = nRT / P2

Тогда изменение объема газа можно записать как:

ΔV = V2 - V1 = (nRT / P2) - (nRT / P1) = nRT * (1/P2 - 1/P1)

С учетом, что n = m / M, можем записать:

ΔV = (mRT / M) * (1/P2 - 1/P1)

Таким образом, изменение энтропии ΔS можно определить как:

ΔS = mR * ln(P1 / P2)

ΔS = 6 г 8.314 Дж/(мольК) * ln(100 кПа / 50 кПа)

ΔS = 6 г 8.314 Дж/(мольК) * ln(2)

ΔS ≈ 6 г 8.314 Дж/(мольК) * 0.693

ΔS ≈ 32.37 Дж/К

Итак, изменение энтропии при изотермическом расширении массы 6 г водорода от давления 100 кПа до давления 50 кПа равно примерно 32.37 Дж/К.