Второе начало термодинамики. Энтропия

Вариант 6

1. Имеется сосуд, разделенный перегородкой на две неравные части. В одной части находится n₁ молей одного газа, в другой - n₂ молей другого газа. Температуры и давления обоих газов одинаковы; оба газа идеальные. Перегородку убирают, и оба газа полностью перемешиваются. Найти приращение энтропии DS системы.

2. Кислород массой m = 2 кг увеличил свой объем в n = 5 раз: один раз – изотермически, другой раз – адиабатически. Каково будет изменение энтропии DS в обоих случаях? Молярная масса кислорода M = 32 ×10^–3 кг/моль.

3. Тепловая машина Карно используется в качестве холодильной машины для поддержания температуры некоторого резервуара t₂ = –3⁰C. Температура окружающего воздуха t₁ = 27⁰ C. Какая механическая работа требуется для выполнения одного цикла машины, если при этом от резервуара отводится Q₂ = 900 Дж тепла?

4. Кусок льда массой m = 200 г, взятый при температуре t₁= –10⁰C, был нагрет до температуры t₂ = 0⁰ C и расплавлен, после чего образовавшаяся вода была нагрета до температуры t₃ = 10⁰ C. Определить изменение энтропии DS льда. Удельная теплота плавления льда r_пл = 3,3 ×10⁵ Дж/кг, удельные теплоемкости: льда с_уд1 = 2100 Дж/(кг К), воды с_уд2= 4200 Дж/(кг К).

5. КПД цикла, изображенного на рисунке в координатах S–T (S – энтропия, T – температура), h = 50%. Найти отношение температур нагревателя и холодильника для данного цикла. Изобразить цикл в координатах P–V (P – давление, V – объем). Рабочее тело – идеальный газ.