ЧАСТЬ 1
.pdf
Энтропию в кинетической теории или статистической механике отождествляют со степенью хаотичности движения в системе. Энтропия системы мала, когда движение в системе упорядоченно или когда распределение частиц в ней по скоростям маловероятно. В физических процессах упорядоченные системы стремятся стать неупорядоченными. Энтропия является количественной мерой
степени молекулярного беспорядка в системе.
В данной работе нужно найти изменение энтропии |
S |
при нагревании и |
||||||||||||||||
плавлении олова. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
S S1 |
S2 , |
|
(2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
где S1 |
- |
|
приращение |
энтропии |
при |
нагревании |
олова от комнатной |
|||||||||||
температуры |
T |
|
до температуры плавления |
T |
; |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
П |
|
|
|
|
|
|
|
S2 - приращение энтропии при плавлении олова. |
|
|
|||||||||||||||
Согласно формуле (1): |
|
|
|
|
|
|
m |
|
||||||||||
|
T |
П |
dQ1 |
|
2 |
dQ2 |
TП |
cmdT |
m |
|
|
|
TП |
|
||||
|
|
|
|
|
+ |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cm ln |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
T |
|
|
T |
T |
+ T |
= |
T |
+ T |
, |
(3) |
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Т К |
|
|
|
|
1 |
|
TК |
|
П |
|
|
|
К |
|
П |
|
|
где dQ1 и dQ 2 - бесконечно малые количества теплоты, полученные при нагревании и плавлении;
Tk - комнатная температура; TП - температура плавления;
с- удельная теплоемкость олова;
- удельная теплота плавления олова; m - масса олова.
Рабочая схема установки показана на рисунке. Температура олова измеряется при помощи термопары, один спай которой погружают в тигель с оловом, а другой спай – в сосуд с маслом, в котором практически сохраняется комнатная температура. Термо - э.д.с., возникающая в цепи термопары при наличии разности температур в спаях, измеряется милливольтметром.
43
Порядок выполнения работы
1.Измерить начальную температуру Tk олова при помощи термометра, находящегося в масле.
2.Включить одновременно цепь печи и секундомер, записывая через каждую минуту показания милливольтметра и время в таблицу. Измерения проводить до тех пор, пока термо – э.д.с. не достигнет постоянной величины, а затем начнет увеличиваться.
3.Построить график зависимости показаний милливольтметра от времени .
4.По построенному графику определить показание милливольтметра (напряжение), соответствующее участку кривой, параллельной оси времени
.
5.По калибровочному графику термопары (на установке) определить разность температур t между горячим и холодным спаями при плавлении.
6.Вычислить температуру плавления по формуле:
TП t tk 273
7.По формуле (3) вычислить приращение энтропии при нагревании и плавлении олова; масса олова, удельная теплоемкость и удельная теплота плавления записаны на установке
|
|
Таблица |
|
|
|
№ |
, мин |
U, мВ |
опыта
Контрольные вопросы
1.Введите понятие энтропии.
2.Сформулируйте принцип возрастания энтропии (второй закон термодинамики)
3.Что означает выражение: “энтропия - функция состояния системы”?
4.Что такое обратимые и необратимые процессы?
5.Объясните несостоятельность вывода о неизбежности “тепловой смерти” Вселенной.
44
Литература
1.Б.М. Яворский и др. Курс физики, т 1
2.А.С. Шубин Курс общей физики
3.И.В. Савельев Курс общей физики, т 1
45