Естественные науки

помогите разобраться с задачей по физике. долго над ней бьюсь, мне без помощи, кажется, не обойтись....

Объем кислорода массой m = 2,0 г сначала адиабатически увеличивают в n = 2,5 раза, а затем изобарно уменьшают до первоначального состояния. Определить изменение энтропии ΔS между конечным и начальным состояниями. Ответ: ΔS = – 1,7 Дж/К. не могу решить самостоятельно, нашла готовое решение, но возникло много вопросов. правильно ли я понимаю, что мы рассматриваем энтропию в трех точках, причем в первой - ее элементарное приращение, во второй - когда кислород адиабатически расширили, и в третьей - где сжали до первоначального состояния? если да - то какой формулой мы считаем элементарное приращение? я полагаю, что этой: dS=Cv *(dT/T) + nu*R*(dV/V). но у автора решения фигурируют цифры вроде (-0,36) и 0,366 - откуда он их получил? почему выносит nu за скобки, когда по формуле nu вынести получается нельзя? и еще - правильно ли я понимаю, что адиабатический процесс может быть как обратимым, так и необратимым - и раз в задаче не сказано, что он необратимый - значит, он обратимый? что-то не получается разобраться у меня с обратимостью адиабатических процессов... плохо себе представляю примеры. в общем, меня запутала эта задача - бьюсь над ней довольно долго, хотелось бы узнать не просто решение получить, но и разобраться. помогите, пожалуйста, мне в этом моем стремлении. заранее благодарна.
Есен Нурмуханов
Есен Нурмуханов
2 510
Объем кислорода массой
m = 2,0 г сначала адиабатически увеличивают в
n = 2,5 раза, а затем изобарно уменьшают
до первоначального состояния. Определить изменение энтропии
ΔS=? между конечным и начальным состояниями.
Ответ: ΔS = – 1,7 Дж/К.
___
Процесс состоит из двух этапов. Изменение энтропии между конечным и начальным состояниями равно сумме изменений на этих этапах.
___
1
Описанный в задаче адиабатический процесс является обратимым, поэтому
ΔS1= 0
___
2
dS= (m/μ)*Cv*(dT/T)+ (m/μ)*R*(dV/V)
Cv= R/(Y-1)
Y= (i+2)/i
Y-1= 2/i
Cv= R*(i/2)
V2= n*V1
p*V= (m/μ)*R*T
dT/T= dV/V
ΔS2= INT[V2;V1]((Cv+ (m/μ)*R)*(dV/V))
ΔS2= (m/μ)*(Cv+ R)*ln(V1/V2)
ΔS2= (m/μ)*R*((i/2)+ 1)*ln(V1/V2)
ΔS2= (2.0/32)*8.314*((5/2)+1)*ln(1/2.5)
ΔS2= -1.6664

ΔS= ΔS1+ ΔS2= 0+ (-1.6664)= -1.6664 = -1.7 (Дж/К)

@@@
При желании можно вычислить изменение энтропии на первом шаге
ΔS1= (m/μ)*R*((i/2)*ln(T2/T1)+ ln(V2/V1))
ΔS1= (m/μ)*R*((i/2)*ln(T2/T1)+ ln(V2/V1))
T2/T1= (V1/V2)^(Y-1)
ΔS1= (2.0/32)*8.314*((5/2)*ln((1/2.5)^(1.4-1))+ ln(2.5))
ΔS1= 0
А в приведенном Вами решении ошибка:
вместо ln(V2/V1)= ln(2.5)= 0.916 подставлено ln((V2/V1)^0.4)=0.366 поэтому не получился ноль на первом этапе.
___
ЗЫ1
А необратимый адиабатный процесс - это когда через маленькое отверстие.
Тогда Т= const и энтропия растет.
___
ЗЫ2
А каким учебником Вы пользуетесь?
НВ
Николай Волгин
23 527
Лучший ответ
Есен Нурмуханов о, спасибо! сейчас буду разбираться....
учебник - Иродов И.Е. Макросистемы.
Я так думаю.... отправляйся к преподавателю своему... вместе решайте... так убьешь " двух зайцев" - и преподавателю будет приятно помочь... и вам респект.... как " докапывающимуся до истины"...Удачи!))
Ольга Пархоменко
Ольга Пархоменко
2 486
Есен Нурмуханов спасибо за респект, конечно... )) и за пожелание удачи.
но если бы к преподу моему так просто было попасть, я бы гораздо меньше мучалась. у препода на консультациях должники сдают свои долги. и с вопросом там - не пробиться(((

Похожие вопросы