Студопедия — Энтропия как мера динамического беспорядка
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Энтропия как мера динамического беспорядка






Вопрос 7. Газу, находящемуся при температуре 300 К, изотермически сообщили тепло Q=600 Дж. На сколько увеличилась энтропия газа? Большее или меньшее изменение энтропии газа произойдет, если это же количество теплоты сообщить при температуре в 2 раза более высокой?

Вопрос 8. Над газом совершили циклический процесс, состоящий из двух изобар и двух изохор (см. рисунок).
а) Положительную или отрицательную работу совершил газ в данном процессе?
б)На сколько изменилась энтропия газа по завершении цикла?
в)Увеличилась или уменьшилась энтропия всего мира при осуществлении данного процесса?

Вопрос 9. Идеальный газ при давлении Р занимал объем V. Увеличится или изменится, и на сколько, энтропия газа при:
а) изотермическом расширении газа в два раза?
б) адиабатическом расширении газа в два раза?
в) изобарическом расширении в два раза?
г) изохорическом увеличении температуры газа в два раза?
д) расширении в два раза, таком, что давление изменяется по закону P~V-2?
Расположите процессы в порядке возрастания изменений энтропии.

Задача 14. Металлический брусок массы 1 кг запустили с начальной скоростью 2 м/с по плоской пластине, изготовленной из того же самого материала, что и брусок. Проскользив 2 м, брусок остановился.
а) Какую работу совершила сила трения? На что пошла совершенная работа?
б) На сколько увеличилась температура бруска, если теплоотдачей воздуха во время движения можно пренебречь? Удельная теплоемкость материала бруска с=450 Дж/кг×К.
в) На сколько увеличилась температура пластины, если масса пластины много больше массы бруска?
г) Энергия в описанном процессе не исчезла. Она перешла из кинетической энергии механического движения бруска во внутреннюю энергию пластины и бруска. Какой из этих двух видов энергии имеет более высокое качество (по отношению к воз­можности совершения работы)? Почему?
д) На сколько изменилась энтропия пластины и бруска к моменту остановки, если начальная температура бруска и пластины равны 300°К?
е) Будет ли после остановки изменяться энтропия системы?
ж) Начальное или конечное состояние системы является более упорядоченным?
Приведите свои примеры перераспределения энергии упорядоченного движения, приводящего к тепловому хаосу.

Задача 15. В установке, подобной использовавшейся Джоулем, с помощью которой он нашел механический эквивалент теплоты, мешалкой, приводимой в движение опускающимся грузом массы 42 кг, перемешивалось 0,5 л воды. При этом груз опускался на 2 м. Температура воды в начале опыта равнялась 20°С.
а) На сколько повысилась температура воды после опускания груза? Теплоемкостью калориметра, в котором находилась вода, можно пренебречь.
б) На сколько увеличилась энтропия воды?

Задача 16. В вертикально расположенном теплоизолированном цилиндре содержится 0.01 моля азота, удерживаемом подвижным поршнем с грузом, общая масса которого 10 кг. Первоначально поршень был зафиксирован защелкой так, что газ занимал объем 6 л при температуре 300°K. Площадь поршня 1 дм2. Убрав защелку, поршень освободили. После совершения нескольких колебаний поршень остановился.
а) Чему равно давление азота в конечном состоянии?
б) Чему равна температура азота в конечном состоянии?
в) На сколько опустился поршень?
г) В чем состоит увеличение хаоса в данном процессе? Какой вид энергии упорядоченного состояния перераспределился в энергию теплового движения молекул азота?
д) На сколько изменилась энтропия азота?
Указание
: Воспользуйтесь тем, что энтропия является функцией состояния. Замените реально осуществившийся процесс более удобным для расчетов процессом, но таким, чтобы он вел от того же начального к тому же конечному состоянию. Например, замените последовательности двух процессов: изохорическим нагреванием азота до конечной температуры, а затем - изотермическим сжатием до конечного значения объема.
е) В чем ошибка утверждения: “Так как сжатие газа происходит в адиабатической оболочке, теплообмена со средой нет, тепло не отдается, не получается, значит энтропия в данном процессе не должна изменяться"?

Задача 17. Мяч массой 50 г уронили с высоты 1 м на твердую поверхность. Отразившись от поверхности мяч поднялся на высоту 70 см.
а) Чему равно изменение энтропии системы в результате третьего удара, если температура равна 20°С?
б) На сколько изменится энтропия системы после того, как мяч прекратит прыгать?

Задача 18. При таянии льда энтропия увеличивается. В чем состоит переход порядка в беспорядок в этом процессе?

Задача 19. К двум совершенно одинаковым шарикам, один из которых висит на нетеплопроводной нити, а другой лежит на нетеплопроводной поверхности, подвели одинаковые количества теплоты при одной и той же температуре. Одинаково ли изменится энтропия шариков? Какие дополнительные данные надо иметь, чтобы количественно ответить на вопрос задачи?







Дата добавления: 2015-12-04; просмотров: 245. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Разновидности сальников для насосов и правильный уход за ними   Сальники, используемые в насосном оборудовании, служат для герметизации пространства образованного кожухом и рабочим валом, выходящим через корпус наружу...

Дренирование желчных протоков Показаниями к дренированию желчных протоков являются декомпрессия на фоне внутрипротоковой гипертензии, интраоперационная холангиография, контроль за динамикой восстановления пассажа желчи в 12-перстную кишку...

Деятельность сестер милосердия общин Красного Креста ярко проявилась в период Тритоны – интервалы, в которых содержится три тона. К тритонам относятся увеличенная кварта (ув.4) и уменьшенная квинта (ум.5). Их можно построить на ступенях натурального и гармонического мажора и минора.  ...

Мотивационная сфера личности, ее структура. Потребности и мотивы. Потребности и мотивы, их роль в организации деятельности...

Классификация ИС по признаку структурированности задач Так как основное назначение ИС – автоматизировать информационные процессы для решения определенных задач, то одна из основных классификаций – это классификация ИС по степени структурированности задач...

Внешняя политика России 1894- 1917 гг. Внешнюю политику Николая II и первый период его царствования определяли, по меньшей мере три важных фактора...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.015 сек.) русская версия | украинская версия