Энтропия

14.33. До какой температуры нужно довести кислород мас­сой 4,0 кг, находящийся при температуре 227°С, не меняя его объема, чтобы уменьшить энтропию кислорода на 1,31 кДж/К?

14.34. При нагревании аргона массой 8,0 г его абсолютная температура увеличилась в 2 раза. Определить приращение энт­ропии при 1) изохорном и 2) изобарном нагревании.

14.35. Гелий в количестве 1 моль, изобарно расширяясь, уве­личил свои объем в 4 раза. Найти приращение энтропии при этом расширении.

14.36. Два объема газа, находившегося первоначально при одной и той же температуре и давлении, сжимают от значения V до V/ 2: один изотермически, а другой адиабатно. В каком случае конечная температура будет больше? Будет ли иметь место изменение энтропии при обоих процессах?

14.37. Как будет выглядеть цикл Карно на диаграмме S, Т, если выразить состояние системы через энтропию S и абсолютную температуру Т вместо давления и объема?

14.38. В результате изотермического сжатия воздуха объемом 887 дм³, находящегося при температуре 30°С и начальном дав­лении 0,10 МПа, энтропия его уменьшилась на 673 Дж/К. Определить объем воздуха в конце процесса.

14.39. Кислород и водород, имеющие равные массы, одинаково изотермически сжимают. Для какого газа приращение энтропии будет больше и во сколько раз?

14.40. Определить приращение энтропии углекислого газа массой 1 кг в процессе сжатия от давления 0,20 МПа при температуре 40°С до давления 4,5 МПа при температуре 253°С.

14.41. Вычислить приращение энтропии одного моля идеального газа при расширении его по политропе рVⁿ = const от объема V₁ до объема V₂.

14.42. Идеальный газ участвует в двух обратимых процес­сах 1 — 2 — 3 и 1 — 4 — 3 (рис.). Показать, что теплота, сообщенная газу в каждом из процессов, различна, а изменение энтропии одно и то же.

14.43.Кислород массой 1,0 кг при давлении 0,50 МПа и температуре 127°С, изобарно расширяясь, увеличивает свой объем в 2 раза, а затем сжимается изотермически до давления 4,0 МПа. Определить суммарное приращение энтропии.

14.42. Воздух массой 1,0 кг сжимают адиабатно так, что объем его уменьшается в 6 раз, а затем при постоянном объеме давление возрастает в 1,5 раза. Определить приращение энтро­пии в этом процессе.

14.43. Определить приращение энтропии при смешении азота массой 3,0 кг и углекислого газа массой 2,0 кг. Температуры и давления газов до смешения одинаковы.

14.44. Два баллона с кислородом вместимостями 2,0 и 4,0 дм соединены трубкой с краном. Начальные температуры в обоих баллонах одинаковы. и равны 27°С. Давление в первом бал­лоне 0,10 МПа, во втором 0,60 МПа. Найти приращение энтро­пии системы после того, как откроют кран, если - вся система заключена в теплоизолирующую оболочку.

14.45. Два баллона с воздухом вместимостями 0,50 и 1,0 м соединены трубкой с краном. В первом баллоне находится воздух массой 3,0 кг при температуре 27°С, во втором — 5,0 кг при температуре 57°С. Найти приращение энтропии системы после открывания крана и достижения равновесного состояния. Стенки баллонов и трубка обеспечивают полную теплоизоляцию воздуха от окружающей среды.

14.46. Идеальный газ в количестве 1 моль изометрически расширяется так, что при этом происходит приращение энтро­пии на 5,75 Дж/К. Определить натуральный логарифм отно­шения термодинамических вероятностей начального и конечного состояний газа, а также отношение начального и конечного его давлений.

14.47. Энтропия термодинамической системы в некотором со­стоянии равна 3,18 мДж/К. Чему равен статистический вес этого состояния системы?