Объем гелия, масса которого составляет 2 кг, увеличился в 5 раз: а) изотермически; б) адиабатно. Каково изменение энтропии в этих случаях?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

а) Изотермический процесс подразумевает, что температура газа остается постоянной. По формуле для объема идеального газа: (V=\frac{nRT}{p}), где (n) - количество вещества газа, (R) - газовая постоянная, (T) - температура газа, (p) - давление газа. Поскольку температура остается постоянной, то и давление газа также останется постоянным. Таким образом, изменение объема происходит за счет изменения количества вещества (n). Поскольку объем увеличивается в 5 раз, то (n) увеличивается в 5 раз. Таким образом, энтропия системы увеличивается в 5 раз.

б) Адиабатный процесс подразумевает, что нет теплообмена между системой и окружающей средой. При адиабатическом расширении газа, работа происходит за счет внутренней энергии газа, что приводит к понижению температуры. По формуле для адиабатического процесса (TV^{\gamma-1}=const), где (T) - температура газа, (V) - объем газа, и (\gamma) - показатель адиабаты. Так как объем увеличивается в 5 раз, то температура газа уменьшается. Изменение энтропии в адиабатическом процессе определяется как (ΔS = nR\ln(\frac{V_2}{V_1})), где (V_1) и (V_2) - начальный и конечный объемы газа. Так как объем увеличивается в 5 раз, то изменение энтропии в адиабатическом процессе будет составлять приблизительно 1.61 раза.