Question

10 за хороший ответ
смешивают два разнородных инертных газа объемами 3 и 8 л, имеющих одинаковую температуру 400 к и давлении 100 кпа. найти происходящее при этом изменение энтропии.

Answer 1

Відповідь:

Пояснення:

ΔS = ΔS1+ΔS2

ΔS1 = ν1Rln{(V1+V2)/V1}  

ΔS2=ν2Rln{(V1+V2)/V2}  

ΔS = ν1Rln{(V1+V2)/V1}  +  ν2Rln{(V1+V2)/V2}  

pV = νRT

νR =  pV/T

ΔS = (pV1/T)ln{(V1+V2)/V1} + (pV2/T)ln{(V1+V2)/V2}

ΔS = 1.611 кДж/К

Answer 2

Для решения данной задачи воспользуемся уравнением Гиббса-Гельмгольца:

ΔS = ΔQ / T

где ΔS - изменение энтропии, ΔQ - изменение теплоты, а T - температура.

В данном случае мы знаем, что объемы газов равны 3 и 8 л, температура равна 400 К и давление равно 100 кПа. Чтобы найти изменение энтропии, нам необходимо найти изменение теплоты ΔQ.

Для расчета изменения теплоты воспользуемся уравнением идеального газа:

PV = nRT

где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная и T - температура.

Объединим два уравнения:

P1V1 / T1 = P2V2 / T2

где P1 и T1 - исходные значения давления и температуры газа 1, а P2 и T2 - исходные значения давления и температуры газа 2.

Подставим известные значения в уравнение:

(100 кПа * 3 л) / 400 К = (100 кПа * 8 л) / 400 К

Теперь решим уравнение:

300 кПа * л / К = 800 кПа * л / К

Упростим:

300 кПа * л = 800 кПа * л

Конечно, это упрощение может показаться странным, но так как оба значения идентичны, то изменение давления равно нулю.

Таким образом, изменение энтропии равно нулю. Это обычная ситуация для смешивания инертных газов - энтропия остается неизменной.