Энтропия
Баллон внести в помещение с температурой 25 °С. 1.61. Найти изменение энтропии при нагревании 100 г воды от 0 °С до 100 °С и последующем превращении воды в пар той же температуры.
Найти изменение энтропии при превращении 10 г льда при температуре t1 = –20 °С в пар при температуре t2 = 100 °С.
Найти изменение энтропии при превращении 30 г льда при температуре t1 = -40 °С в пар при температуре t2 = 100 °С.
В начальном состоянии азот массой m = 56 г имеет объем V1 = 16 л и температуру t1= 60 °С, в конечном состоянии – V2 = 75 л и t2 = 450 °С. Найти изменение энтропии азота.
Найти изменение энтропии при изобарном расширении 6,5 г водорода до удвоения объема.
Найти изменение энтропии при изотермическом расширении 6 г водорода от давления
Р1 = 1·105 Па до давления Р2 = 0,5·105 Па.
Найти изменение энтропии при охлаждении 2 кг воздуха от температуры t1 = 30 °С до
t2 = 0 °С при постоянном объеме.
Идеальный газ в количестве ν = 2,2 моля находится в одном из двух теплоизолированных сосудов, соединенных между собой трубкой с краном. В другом сосуде – вакуум. Кран открыли, и газ заполнил оба сосуда, увеличив свой объем в n = 3,0 раза. Найти приращение энтропии газа.
Теплоизолированный сосуд разделен на две равные части перегородкой, в которой имеется закрывающееся отверстие. В одной половине сосуда содержится m = 10,0 г кислорода. Вторая половина откачана до высокого вакуума. Отверстие в перегородке открывают, и газ занимает весь объем. Считая газ идеальным, найти приращение его энтропии.
Два баллона емкостью V1 = 2 л и V2 = 3 л соединены трубкой с краном. Первый баллон наполнен азотом под давлением P1 = 1 атм, второй окисью углерода под давлением P2 = 5 атм. Найти изменение энтропии системы, которое произойдет в результате открывания крана, если вся система заключена в теплоизолирующую оболочку. Начальные температуры в обоих баллонах одинаковы и равны 27 °С.
Реальный газ и работа
Определить давление m = 280 г азота, находящегося при температуре 27 °С в сосуде, объем которого равен: 1) V = 1,00 м3; 2) V = 0,5 л (постоянные Ван-дер-Ваальса для азота: а = 0,13 м4·Н/моль2, b = 3,7·10-5 м3/моль).
Найти эффективный диаметр молекулы азота, если для азота критическая температура tК = –147,1 °С, критическое давление РК = 33,5 атм.
Один моль углекислого газа СО2 занимает объем 3 л при температуре 7 °С. Определить давление углекислого газа: а) пользуясь уравнением Ван-дер-Ваальса; б) уравнением Клапейрона–Менделеева. Для углекислого газа tК = 31,1 °С, РК= 73 ат.
Определить массу кислорода в баллоне объемом V = 10,0 л при температуре 27 °С и давлениях: 1) Р = 1,00 ат; 2) Р = 410 ат. Постоянные Ван-дер-Ваальса для кислорода: а = 0,13 м4·Н/моль2, b = 3,1·10-5 м3/моль.
Определить работу при изотермическом расширении реального газа, подчиняющегося уравнению Ван-дер-Ваальса.
Какому давлению необходимо подвергнуть углекислый газ при температуре Г = 300 К, чтобы его плотность оказалась равной ρ = 500 г/л? Расчет произвести как для идеального газа, так и для Ван-дер-Ваальсовского (для углекислого газа а = 0,367 м4·Н/моль2, b = 43·10-6 м3/моль).
Один моль некоторого газа находится в сосуде объемом V = 0,25 л. При температуре Т1 = 300 К давление газа Р1 = 90 атм, а при Т2 = 350 К давление газа Р2 = 110 атм. Найти постоянные Ван-дер-Ваальса для этого газа.
160 г кислорода нагревают от 50 °С до 60 °С. Найти количество поглощенного тепла и изменение внутренней энергии в случае, если процесс происходит а) при постоянном объеме, б) при постоянном давлении.
Азот, занимающий при давлении 1 атм объем V1 = 10 л, расширяется вдвое. Найти конечное давление и работу, совершенную газом в случае а) изобарного процесса, б) изотермического процесса, в) адиабатного процесса.
Один киломоль воздуха охлаждается при постоянном давлении Р = 2 ат от t1= 900 °С до t2= 430 °С. Определить начальный и конечный объемы газа и количество теплоты, отведенной в процессе.