Прямая доставка чая из Китая

Гуманитарные науки

Гуманитарные науки

Студенческий файлообменник

Студенческий файлообменник

Выполнение 
работ на заказ. Контрольные, курсовые и дипломные работы

Выполнение работ на заказ. Контрольные, курсовые и дипломные работы

Занимайтесь онлайн 
        с опытными репетиторами

Занимайтесь онлайн
с опытными репетиторами

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Готовые шпаргалки, шпоры

Готовые шпаргалки, шпоры

Отчет по практике

Отчет по практике

Приглашаем авторов для работы

Авторам заработок

Решение задач по математике

Закажите реферат

Закажите реферат

Кинематика Механические передачи Молекулярная физика и термодинамика Ядерная физика

Лабораторная работа по физике. Практические занятия

Задача 18. Горячая вода некоторой массы отдает теплоту холодной воде такой же массы, и температуры их становятся одинаковыми. Показать, что энтропия при этом увеличивается.

Решение:

Пусть температура горячей воды T1, холодной – T2, а температура смеси Θ. Определим температуру смеси, исходя из уравнения теплового баланса:

, или

откуда:  . (1)

Изменение энтропии, происходящее при охлаждении горячей воды:

.

Изменение энтропии, происходящее при нагревании холодной воды:

.

Изменение энтропии системы равно

,

или с учетом соотношения (1) имеем: .

Так как , то  и .

Поэтому , т.е. энтропия возросла.

Ответ: энтропия увеличивается.

Задача 19. Лед массой 2 кг, находящийся при температуре –10°С, нагрели и превратили в пар. Определить изменение энтропии.

Дано:

Решение:

Изменение энтропии определяется по формуле:

.

Общее изменение энтропии равно сумме , где  – изменения энтропии, происходящие на отдельных этапах процесса:

.

∆S - ?

1. Изменение энтропии  происходит при нагревании льда от начальной температуры T1 = 263 K до температуры плавления T2= 273 K: , так как , то , где m – масса льда; с1 – удельная теплоемкость льда.

2. Изменение энтропии  происходит при плавлении льда. В этом случае . Тогда: , где T2 – температура плавления льда; λ – удельная теплота плавления.

3. Изменение энтропии  происходит при нагревании воды от температуры T2 до температуры кипения T3 = 373 K. Величина  вычисляется аналогично :

,

где с2 – удельная теплоемкость воды.

4. Изменение энтропии  происходит при испарении воды; так как , то

,

где r – удельная теплота парообразования.

Общее изменение энтропии

 Ответ: 1,73·104 Дж/К.

Задача 20 . Резиновый шнур, жесткость которого k = 3 ·  H/м под действием груза удлинился на см. Считая процесс растяжения шнура изотермическим и происходящим при температуре t = 27°C, определить изменение энтропии.

Дано: Решение:

  k = 3·10 Согласно 1-го закона термодинамики

 

t = 27°C Так как при изотермическом процессе

  то

* Процесс растяжения шнура происходит при постоянной температуре, а значит изменения внутренней энергии не происходит. Работа А равна изменению потенциальной энергии резинового шнура:

А = ,

Отсюда: 

Ответ: 

Задача 21. Углекислый газ массой 88 г находится в сосуде емкостью 10 л. Определить внутреннее давление газа и собственный объем молекул.

Дано:

V = 10 л = 10 –2 м3

m = 88 г = 8,8·10-2 кг

М = 4,4·10-2 кг/моль

а = 0,361 Н·м/моль2

b = 4,28·10-5 м3/моль

Решение:

По уравнению Ван-дер-Ваальса выражение добавочного давления р/ имеет вид:

,

где а–постоянная Ван-дер-Ваальса, V – объем.

р’ - ?

V’ - ?

 

Постоянная Ван-дер-Ваальса b учитывает поправку на собственный объем молекул V’, и, как следует из уравнения Ван-дер-Ваальса, произведение равно учетверенному объему молекул , откуда:

.

Ответ: 0,021 л.

 Что касается термодинамических уравнений состояния для двух других термодинамических потенциалов, то есть свободной энергии F и термодинамического потенциала Гиббса G (свободной энтальпии), то они находятся легче и выглядят проще, чем для внутренней энергии и энтальпии. Из уравнения (6.5), которое дает dU = dF + TdS + SdT, и термодинамического тождества TdS = dU + PdV мы получаем dF = - PdV – SdT.


С другой стороны, дифференциал свободной энергии как функции объема и температуры


Сравнивая эти два уравнения, находим скорость изменения свободной энергии в изотермическом процессе при изменении объема

Это уравнение означает, что если мы знаем давление при некоторой температуре (которое довольно легко измерить), то мы знаем быстроту изменения свободной энергии и можем вычислить ее изменение в изотермическом процессе при изменении объема.


Совершенно аналогичным образом находится выражение для дифференциала термодинамического потенциала Гиббса


Отсюда скорость изменения термодинамического потенциала в изотермическом процессе при изменении давления просто равна объему


Поскольку объем достаточно легко измеряется, то уравнение (7.4) позволяет вычислить изменение термодинамического потенциала Гиббса в изотермическом процессе при изменении давления.

Практический интерес в термодинамике представляют не абсолютные значения термодинамических функций, а их изменения при переходе системы из одного состояния в другое. Поэтому функции находят с точностью до произвольного постоянного слагаемого (в этом смысле они похожи на потенциальную энергию в механике, которая отсчитывается от произвольного уровня, принимаемого за нулевой).

 Система связей между термодинамическими функциями.


Деление кристаллов на диэлектрики, металлы и полупроводники