Тема 16. Второе начало термодинамики.

1. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя в четыре раза больше температуры холодильника. Найдите, какую часть количества тепла, получаемого за один цикл от нагревателя, газ отдает холодильнику.

2. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя равна 200°С. Найдите температуру холодильника, если при получении от нагревателя 1 кДж теплоты тепловая машина совершает работу 0,4 кДж.

3. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя 470 К, температура холодильника 280 К. При изотермическом расширении газ совершает работу 100 Дж. Найдите КПД цикла и количество тепла, которое газ отдает холодильнику при изотермическом сжатии.

4. Идеальный газ совершает цикл Карно, температура нагревателя в 1,6 раза больше температуры холодильника. За один цикл машина производит работу 12 кДж. Найдите работу, затрачиваемую в цикле на изотермическое сжатие газа.

5. Идеальный газ совершает цикл Карно. Работа при изотермическом расширении равна 5 кДж. Найдите работу изотермического сжатия, если КПД цикла равен 20%.

6. Воду массы 1 кг нагрели от 10°С до 100°С и полностью испарили. Найдите приращение энтропии системы. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг.К, удельная теплота парообразования 2250 Дж/г.

7. Вода массы 1 кг, кипящая при нормальном атмосферном давлении, целиком превратилась в насыщенный пар. Найдите приращение энтропии этой системы. Удельная теплота парообразования воды 2,25.10⁶ Дж/кг.

8. Найдите изменение энтропии при нагревании воды массой 100 г от 0°С до 100°С и последующем превращении ее в пар. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг.К, удельная теплота парообразования воды 2,25.10⁶ Дж/кг.

9. Лед при 0°С путем нагревания превратили в воду, а затем в пар при 100°С. Найдите приращение удельной энтропии системы. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг.К, удельная теплота парообразования 2,25 10⁶ Дж/кг..

10.Смешали воду массы 5 кг при температуре 280 К с водой массы 8 кг при температуре 350 К. Найдите изменение энтропии, происходящее при смешивании воды. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг.К.

1 [.Объем газа, число молекул которого равно 10²³ , увеличился при постоянной температуре в 2е раз, где е - основание натуральных логарифмов. Найдите изменение энтропии газа. Число Авогадро N_ав,= 6.10²³ 1/моль. ln2 = 0,69.

12. Найдите изменение энтропии при изохорическом нагревании водорода массы 1 г, если давление газа увеличилось в два раза. Молярная масса водорода 2 кг/ кмоль.

13.Найдите изменение энтропии 2 молей идеального газа, если в изотермическом процессе объем газа увеличился в 3 раза..

14..Найдите изменение энтропии при изотермическом расширении кислорода массы 10 г от объема 25 л до объема 100 л. Молярная масса кислорода 32 кг/кмоль. R = 8,31 Дж/моль.К. ln2 = 0.69.

15.Найдите изменение энтропии при изобарическом расширении азота массы 4 г от объема 5 л до объема 10 л. Молярная масса азота 28 кг/кмоль. R = 8,31 Дж/моль.К.

16.Один моль двухатомного газа занимает объем 10 л при давлении 250 кПа. Сначала газ изохорически нагревают до 400 К, затем, изотермически расширяя, доводят его до первоначального давления. После этого изобарически сжимают газ до начального состояния. Найдите КПД цикла.

17.Идеальный двухатомный газ совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар, причем наибольшее давление газа в два раза больше наименьшего, а наибольший объем в четыре раза больше наименьшего. Найдите КПД цикла.

18.Идеальный одноатомный газ совершает прямой цикл, состоящий из адиабаты, изобары и изохоры. Найдите КПД цикла, если при адиабатическом процессе объем идеального газа уменьшается в 2 раза.

19.0бъем, занимаемый кислородом массы 1,7 г, сначала адиабатически увеличили в 3 раза, а затем изобарически привели к первоначальному значению. Найдите приращение энтропии газа в этих процессах. Молярная масса кислорода 32 кг/кмоль, ln3 = 1.1.

20.В некоторой температурной области энтропия системы изменяется по закону S = аТ + bT², где а - 10 Дж/К², b = 0,03 Дж/К³. Найдите количество тепла, полученного системой при нагревании от 300 К до 400 К.