2015-10-16
637
Включите нагреватель и термометр (рис.3). Нагрев вести до температуры, заданной преподавателем включите секундомер и начните заполнять табл. 1.
Таблица 1
| Время (с) | ||||
| Температура олова (К) |
Определив из таблицы температуру плавления и воспользовавшись формулой (7), рассчитайте изменение энтропии. Полученные результаты занесите в табл. 2.
Таблица 2
| m (кг) | c (Дж/кгК) | l (Дж/кг) | Тпл (К) | Тк (К) | D S (Дж/К) |
Расчет погрешности
Относительная ошибка: 
Абсолютная ошибка: Δ(ΔS) = ΔS ε
Задачи
1. Найти изменение энтропии 1 кг воды при нагревании ее в чайнике от 200 до кипения (1000С).
Ответы: 1) 500 Дж/К; 2) 25,5 Дж/К; 3) 125 Дж/К; 4) 103 Дж/К; 5) 230 Дж/К.
2. Идеальная тепловая машина получает от нагревателя температура которого 500 К за один цикл 3360 Дж теплоты. Найти количество теплоты, отдаваемое за один цикл холодильнику, температура которого 400 К.
Ответы: 1) 2688 Дж; 2) 3273 Дж; 3) 685 Дж; 4) 931 Дж; 5) 5850 Дж.
3. Температура холодильника идеального теплового двигателя равна 270С, а температура нагревателя на 900С больше. Каков КПД этого двигателя?
|
|
|
Ответы: 1) 30 %; 2) 23 %; 3) 46 %; 4) 77 %; 5) 66 %.
4. Определить изменение энтропии 10 г воды при отвердении ее в лед при 00С.
Ответы: 1) –20,8 Дж/К; 2) 17,7 Дж/К; 3) –56,4 Дж/К; 4) –12,3 Дж/К; 5) 31,7 Дж/К.
5. Газ совершающий цикл Карно за счет каждых 2 кДж энергии, полученной от нагревателя, производит работу 600 Дж. Во сколько раз абсолютная температура нагревателя больше абсолютной температуры холодильника?
Ответы: 1) 1,3; 2) 1,4; 3) 1,6; 4) 1,5; 5) 1,7.
6. Определить изменение энтропии 20 г олова при изменении температуры от 270С до 2100С. (с=0,23.103 Дж/кг.К)
Ответы: 1) 12,8 Дж/К; 2) 2,35 Дж/К; 3) 4,39 Дж/К; 4) 17,8 Дж/К; 5) 2,16 Дж/К.
Контрольные вопросы
1. Второе начало термодинамики.
2. Чему равно КПД тепловой машины, цикла Карно?
3. КПД каких тепловых машин максимально?
4. Свойства энтропии.
5. Формула Больцмана для энтропии. Физический смысл энтропии.
6. Свободная и связанная энергия.
7. Вывод рабочей формулы.
8. Почему процесс плавления идет при постоянной температуре?
9. Объясните график плавления кристаллических тел.
Литература
1. Савельев И. В. Курс общей физики, т. 1. М.: Наука, 1989. с. 289–300.
2. Трофимовa Т. И. Курс физики. М.: Высшая школа, 2002, с.111–114.
3. Детлаф А. А., Яворский Б. М. Курс физики, М.: Высшая школа, 1989, с.129, 133.
Лабораторная работа 1.14
