Второе начало термодинамики. Энтропия

Вариант 9

1. Два одинаковых теплоизолированных сосуда, соединенных трубкой с краном, содержат по одному молю одного и того же двухатомного идеального газа. Температура газа в одном сосуде Т₁ = 300 К, в другом Т₂= 400 К. После открывания крана газ пришел в новое состояние равновесия. Найти приращение энтропии газа DS.

2. Найти изменение энтропии DS при переходе водорода массой m = 6 г от объема V₁ = 20 л под давлением P₁ = 150 кПа к объему V₂ = 60 л под давлением P₂ = 100 кПа. Молярная масса водорода M = 2 ×10^–3 кг/моль.

3. Водород совершает цикл Карно. Найти КПД цикла, если при адиабатическом расширении объем газа увеличивается в n = 2 раза.

4. Лед массой m₁ = 2 кг при температуре t₁=0 °С был превращен в воду той же температуры с помощью пара, имеющего температуру t₂= 100 °С. Определить массу m₂ израсходованного пара. Каково изменение DS энтропии системы лед—пар?

5. Рабочее вещество совершает цикл, в пределах которого температура Т изменяется в п раз, а сам цикл имеет вид, показанный на рисунке. Найти КПД цикла.

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ. ЭНТРОПИЯ

Вариант 10

1. В двух одинаковых по объему баллонах находятся различные идеальные газы с молярными массами М₁ и М₂. Соответственно массы газов в баллонах m₁и m₂. Давления газов и их температуры одинаковы. Сосуды соединили друг с другом. Определить приращение энтропии DS, которое произойдет вследствие диффузии газов.

2. Два моля идеального газа сначала изохорически охладили, а затем изобарически расширили так, что конечная температура стала равна первоначальной. Найти приращение энтропии DS газа, если его давление в этом процессе изменилось в n = 3,3 раза.

3. У тепловой машины, работающей по циклу Карно, температура нагревателя в n = 1,6 раза больше температуры холодильника. За один цикл машина производит работу A = 12 кДж. Какая работа за цикл затрачивается на изотермическое сжатие рабочего тела?

4. Смешали воду массой m₁ = 5 кг при температуре T₁ = 280 К с водой массой m₂ = 8 кг при температуре T₂= 350 К. Найти: 1) температуру T смеси; 2) изменение DS энтропии, происходящее при смешивании.