Тема: Определение приращения энтропии при плавлении твердого тела.
Цель работы: Научится рассчитывать изменение энтропии при переходе системы из одного состояния в другое используя параметры состояния.
Приборы и принадлежности: установка содержащая нагревательный элемент, милливольтметр, и тд.
Теоретическая часть
-
Термодинамический процесс называется обратимым, если он допускает возможность возвращения системы в первоначальное состояние без каких-либо изменений в окружающей среде. Необходимым и достаточным условием обратимости термодинамического процесса является равновестность всех состояний, а равновестное состояние – это такое состояние, когда параметры системы с течением времени не изменяются.
Необратимым процессом называется процесс, не допускающий возможности возвращение системы в первоначальное состояние без изменений. Примером необратимого процесса является процесс теплообмена между телами с различной температурой. Строго говоря, все реальные процессы необратимы.
Круговым процессом или циклом называется такой процесс, при котором система после ряда изменений возвращается в исходное состояние. Если круговой процесс происходит по часовой стрелке, и система совершает положительную работу , то цикл называется прямым. Круговой процесс, который происходит против часовой стрелки и в котором система совершает отрицательную работу, называется обратным циклом (Холодильник).
-
Второй закон термодинамики имеет две наиболее распространенные формулировки:
-
Невозможен процесс, единственным результатом которого является превращение всей теплоты, полученной от некоторого тела, в эквивалентную ей работу.
-
Невозможен процесс, единственным результатом которого является передача энергии в форме теплоты от тела менее нагретого к телу более нагретому.
-
Энтропия замкнутой системы при любых происходящих в ней процессах не может убывать
.знак
равенства относится к обратимым
процессам, знак неравенства к необратимым.
-
Второй закон термодинамики указывает на неравномерность двух форм передачи энергии – работы и теплоты. Показывает, что процесс перехода упорядоченного движения тела как целого в неупорядоченное движение его частиц, необратим.
4. Энтропия – функция состояния, характеризующая направление протекания самопроизвольных процессов в замкнутой термодинамической системе. Разность энтропий системы в произвольных состояниях 1 и 2 равна:
где
-
количества тепла, сообщаемое системе
при бесконечно малом квазистатическом
(почти равновесном) изменении её
состояния.
Т - абсолютная температура, при которой тепло поглощается системой.
Согласно первому закону термодинамики для идеального газа:
,
тогда
Изотермический
процесс:
- приращение энтропии при изотермическом
расширении.
- приращение энтропии при изотермическом
сжатии.
Ход работы.
-
Измерения полученные в ходе измерений записываем в таблицу:
|
t (мин) |
T (K) |
t (мин) |
T (K) |
t (мин) |
T (K) |
t (мин) |
T (K) |
|
|
1 |
327 |
11 |
430 |
21 |
543 |
31 |
588 |
|
|
2 |
336 |
12 |
444 |
22 |
543 |
|
|
|
|
3 |
345 |
13 |
453 |
23 |
543 |
|
||
|
4 |
354 |
14 |
462 |
24 |
543 |
|
||
|
5 |
363 |
15 |
466,5 |
25 |
543 |
|
||
|
6 |
372 |
16 |
471 |
26 |
543 |
|
||
|
7 |
381,5 |
17 |
480 |
27 |
545 |
|
||
|
8 |
399,5 |
18 |
484,5 |
28 |
548 |
|
||
|
9 |
412,5 |
19 |
489 |
29 |
561 |
|
||
|
10 |
417 |
20 |
499 |
30 |
574 |
|
||
-
По данным строим график зависимости температур
:
-
Вычисляем приращение энтропии при плавлении по формуле:
-
Находим погрешность на температуру плавления сплава графическим методом:
Вывод: Научились рассчитывать изменение энтропии при переходе системы из одного состояния в другое используя параметры состояния.