19.Равенство Клаузиуса. Расчет энтропии в различных термодинамических процессах с идеальным газом: изохорическом, изобарическом, изотермическом, адиабатическом, политропическом.
Расчет изменения энтропии в различных обратимых процессах.
1.Изохорический процесс, V - const
2.Изобарический процесс, нагревание или охлаждение при Р= const:
a.теплоемкость - величина постоянная (Ср = const) в исследуемом интервале
температур
b.теплоемкость зависит от температуры (реальная система, Ср=f(T)), тогда изменение энтропии вычисляют следующим образом:
3. Изотермический процесс, обратимое расширение или сжатие при T= const:
Для необратимого изотермического процесса ΔS >Q/T
4.Адиабатический процесс, δQ = 0; S = const; ΔS=0
5.Изменение энтропии при смешивании двух идеальных газов (изобарно - изотермический процесс):
6.Расчет
изменения энтропии фазового превращения
(например, плавление, испарение и т.д. -
изобарно-изотермический процесс):
При подводе к системе теплоты (процессы плавления, испарения) - энтропия возрастает.При отводе теплоты (процессы кристаллизации, конденсации) - энтропия уменьшается.
7.Для химической реакции
20. 1 моль идеального газа находится при давлении P1 и объеме V1. Газ адиабатически сжимают до V2, затем изохорически повышают температуру, и давление газа становится равным Р2, а затем изотермически расширяют до исходного объема и при этом объеме возвращают в исходное состояние. Представьте процесс на диаграмме p(V). Чему равны изменения энтропии и энтальпии в этом процессе?
21.2 моль идеального одноатомного газа изобарически при P1 расширяют от V1 до V2, затем изотермически сжимают до исходного объема. Представьте процесс на диаграмме p(V), запишите выражение для расчета ΔS через заданные параметры.
22. 1 моль идеального газа находится при давлении P1 и объеме V1. Газ адиабатически сжимают до V2, затем изохорически понижают температуру, и давление газа становится равным Р2, а затем изотермически расширяют до исходного объема. Представьте процесс на диаграмме p(V). Чему равно изменение энтропии в этом процессе?
23.Объединенное уравнение I и II начала термодинамики. Характеристические термодинамические функции U,H,G, F. Приращение функций dF,dG (ΔF, ΔG). Их значение для описания состояния равновесия и возможности самопроизвольного протекания процессов в закрытых термодинамических системах. Приведите график зависимости энергии Гиббса от пути процесса при P,T=const.
Характеристические функции такие функции состояния, посредством которых, а также с помощью их частных производных можно получить полную термодинамическую характеристику системы.(U- внутренняя энергия; Н- энтальпия; G - энергия Гиббса; F- энергия Гельмгольца). Эти функции называют также термодинамическими потенциалами.
Соотношения между характеристическими термодинамическими функциями.
H = U + PV; G = H-TS; F = U-TS
TS- связанная энергия, также является функцией состояния.
Зависимость энергии Гиббса от пути процесса:
24.Характеристические термодинамические функции ΔF, ΔG и максимально полезная работа процесса. Приведите условия термодинамического равновесия в системе при V,T=const.
Условия равновесия:
