Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Читай и работай. Самоучитель по физике для студентов вузов. Механика, молекулярная физика, термодинамика. Учебное пособие
.pdf
Следовательно, при нагревании от температуры T1до T2приращение энтропии равно
∆S = .
Чтобы найти этот интеграл, нам нужно в явном виде записать зависимость
количества теплоты δQ от температуры T . Вспомним определение теплоёмкости:
C = .
В нашем случае осуществляется изохорный процесс для двухатомного газа,
взятого в количестве ν = m/µ моль. Его теплоёмкость в этом процессе
равна
Cv= ν × .
Таким образом, можно записать формулу для количества теплоты
δQ = dT × .
Теперь вернёмся к формуле для ∆S и, подставив туда выражение для количества теплоты, вычислим интеграл.
T
∆S = × ln
T
2
.
1
В этой формуле мы пока не знаем отношение T2/T1. Но нам известно, что
осуществляется изохорный процесс, и также мы знаем, во сколько раз выросло давление. Следовательно, используя уравнение Менделеева—Клапейрона, можно выразить отношение температур через отношение давлений:
p1V = νRT1,
p2V = νRT2,
T
2
= .
T
1
Таким образом, получаем окончательную формулу:
∆S = .
121
Подставив числовые значения, найдём ответ:
∆S = .
Задача 9.6а (решить самостоятельно). Гелий He массой m = 3 г рас-
ширяется изобарно от объёма V1= 2 л до объёма V2= 3.5 л. Считая процесс обратимым, найти приращение ∆S энтропии газа. Молярная масса
гелия µ = 4 г/моль. Ответ: ∆S = 8.72 Дж/К.
Задача 9.6б (решить самостоятельно). Натрий Na массой m = 1.2 кг,
первоначально находящийся при температуре 90◦C, нагрели до температуры плавления 98◦C и дали ему расплавится. Затем уже жидкий натрий нагрели ещё на 5◦C. Считая все процессы обратимыми, вычислить, насколько выросла энтропия металла. Удельная теплоёмкость натрия в твёрдом состоянии Cт= 1.23 кДж/(кг·K), в жидком состоянии
Cж= 1.34 кДж/(кг·K), а удельная теплота плавления λ = 117 кДж/кг.
Ответ: ∆S = 1.1 Дж/К.
122
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Савельев И.В. Курс общей физики. В 3 т. Том 1. Механика. Молекулярная физика: учеб. пособие. — СПб.: Лань, 2016. — 436 с.
2. Иродов И.Е. Механика. Основные законы: учеб. пособие. — М.: Лаборатория знаний, 2014. — 311 с.
3. Иродов И.Е. Физика макросистем. Основные законы: учеб. пособие. —
М.: Лаборатория знаний, 2015. — 208 с.
4. Сивухин Д.В. Общий курс физики. В 5 томах. Том 1. Механика. Учеб.
пособие. — М.: Физматлит, 2014. — 560 с.
5. Сивухин Д.В. Общий курс физики. В 5 томах. Том 2. Термодинамика и
молекулярная физика: учеб. пособие. — М.: Физматлит, 2014. — 544 с.
6. Савельев И.В. Сборник вопросов и задач по общей физике: учеб. пособие. — СПб.: Лань, 2016. — 292 с.
7. Иродов И.Е. Задачи по общей физике: учеб. пособие. — СПб.: Лань,
2016. — 420 с.
8. Сборник задач по общему курсу физики. В 5 кн. Кн. I. Механика /
С.П. Стрелков [и др.] ; под ред. И.А. Яковлева. — М.: Физматлит; Лань,
2006. — 240 с.
9. Сборник задач по общему курсу физики. В 5 кн. Кн. II. Термодинамика и молекулярная физика / В.Л. Гинзбург [и др.] ; под ред. Д.В.
Сивухина. — М.: Физматлит; Лань, 2006. — 176 с.
10. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике: учеб. пособие для
втузов. — М.: Физматлит, 2009. — 640 с.
11. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. — СПб.:
Профессия, 2008. — 328 с.
123
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]