Второе начало термодинамики. Энтропия

Вариант 7

1. Теплоизолированный сосуд разделен перегородкой на две равные части. В одной части находится 2 моля идеального газа, а в другой – вакуум. Найти изменение внутренней энергии DU и энтропии DS при удалении перегородки.

2. Водород массой m = 100 г был изобарически нагрет так, что его объем увеличился в n раз, затем водород был изохорически охлажден так, что его давление уменьшилось в n раз. Найти изменение энтропии DS для n = 3. Молярная масса водорода M = 2 ×10^–3 кг/моль.

3. У тепловой машины, работающей по циклу Карно, температуру нагревателя повысили на n₁ = 10%, а температуру холодильника понизили на n₂ = 20% от их первоначальных значений. После этого КПД машины изменился на n₃ = 15% по сравнению с первоначальным значением. Найти начальный и конечный КПД машины.

4. Кусок льда массой m =200 г, взятый при температуре t₁ = -10 °С, был нагрет до температуры t₂ =0 °C и расплавлен, после чего образовавшаяся вода была нагрета до температуры t =10 °С. Определить изменение DS энтропии в ходе указанных процессов.

5. Рабочее вещество совершает цикл, изображенный на рисунке в координатах T – S, причем в пределах цикла абсолютная температура изменяется в 2 раза. Найти КПД цикла.