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 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.


Список литературы

Савельев И.В. Курс общей физики. Кн.1. – М.: Наука, 1999.

Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 2003.

Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – М.: Высшая школа, 2002.

Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. – СПб.: СпецЛит, 2001.

Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. – М.: Интеграл–пресс, 1997.
После замены теплоизолирующей перегородки теплопроводящей и выравнивания температур до средней температуры q = (Т1+Т2)/2, новое значение энтропии, вычисленное через эффективные объемы, будет

 S(2) = S1(2) + S2(2) = Const{SDqi [Dpi1(2)+ Dpi2(2)]}= Const{SDqi [2Dpi1(2)]},

так как после выравнивания температур разброс импульсов у молекул теперь одинаков. 

 ___По свойству дисперсии гауссова распределения легко видеть, что Dpi = ÖmkT и, следовательно, S(1)=ConstSDpi(ÖT1+ÖT2) и S(2) =ConstSDpi [Ö2(T1+T2)]. Отсюда легко находится отношение начального значения энтропии к её конечному _ _  ______

 S(1)/ S(2) = (ÖT1+ÖT2)/Ö2(T1+T2) 

 Для утверждения, что эффективный объем возрастает после выравнивания температур, осталось показать, что правая часть равенства меньше единицы. Для этого возводим правую часть в квадрат, делим числитель на знаменатель и получаем выражение

 ½ [1 + (ÖT1ÖT2)/{(T1+T2)/2}],

где в числителе дроби оказалось среднее геометрическое, а в знаменателе - среднее арифметическое первоначальных температур, но первое, как известно, всегда меньше второго. Следовательно, правая часть уравнения для отношения энтропий меньше единицы, и значит S(1) < S(2). Тем самым показано, что эффективный объем ведет себя при необратимых процессах выравнивания температур так же, как и энтропия, то есть возрастает, как и должно быть, если этот объём является наглядным отображением энтропии в фазовом пространстве.

 Как видно из всех рассмотренных примеров, эффективный объем ведет себя как в обратимых, так и в необратимых процессах так, что вычисленный через него статистический вес и, соответственно, энтропия ведут себя согласно предсказаниям термодинамики. Чем больше эффективный объем у каждой частицы, тем больше статистический вес термодинамической системы в целом, и тем больше (через логарифм) энтропия. Сообщая термодинамической системе теплоту, мы тем самым увеличиваем степень хаотичности ее состояния, «раздуваем» эффективный объем каждой частицы, увеличиваем статистический вес системы и наращиваем энтропию. Из вышеизложенного следует, что статистическому весу, и тем самым энтропии, может быть сопоставлен наглядный образ – эффективный объем в фазовом пространстве.

 


Деление кристаллов на диэлектрики, металлы и полупроводники