Entropijos pokytis grįžmamajame izoterminiame plėtime

1 · Spėk

Dujos plečiasi izoterminiškai ir grįstamai iki didesnio tūrio. Ar jų entropija didėja, mažėja ar lieka ta pati?

• Entropija mažėja dujoms skirstantis.
• Entropija lieka pastovi, nes procesas grįštamasis.
• Entropija didėja — dujos turi daugiau įmanomų mikroskopinių išdėstymų didesniame tūryje.

2 · Paruošk

1. Atidaryk „Entropijos pokytis grįžmamajame izoterminiame plėtime“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. 1 mol argono pradeda ties 20 L, 300 K.
2. Įjunk keistos šilumos ir entropijos pokyčio rodmenis.
3. Nustatyk taikinį (galutinį) tūrį kiekvienam bandymui ir užsirašyk keistą šilumą bei entropijos pokytį.

3 · Rink duomenis

Braišyk entropijos pokytį ΔS (y ašis) prieš ln(V₂/V₁) (x ašis) savo trims bandymams, naudodamas V₁ = 0.02 m³.

4 · Analizuok

1. Vienam bandymui apskaičiuok Q = nRT·ln(V₂/V₁) naudodamas n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K, tada ΔS = Q/T (lygiavertis ΔS = nR·ln(V₂/V₁) tiesiogiai). Palygink abu su lentele.
2. Paaiškink, kodėl ΔS yra teigiamas kiekviename bandyme čia ir kodėl didesnis plėtimasis (didesnis V₂) duoda didesnį entropijos padidėjimą.

5 · Išplėsk

1. Šis eksperimentas tarią grįštamąjį (begalo lėtą) plėtimąsi. Laisvas (nevaldomas) plėtimasis į vakuumą iki to paties galutinio tūrio duotų tiksliai tą patį ΔS dujoms, nors šiluma apskritai nesikeičia (Q = 0) ir darbas neatliekamas. Paaiškink, kodėl entropija yra būsenos funkcija, kuriai nerūpi, kaip dujos atėjo nuo V₁ iki V₂.
2. Antrasis dėsnis sako, kad bendroji entropija (dujos plius aplinka) niekada negali mažėti realiam procese. Šiam grįškamajam izoterminiam plėtimuisi aplinka (šilumos rezervuaras, tiekiantis Q) praranda tiek pat entropijos, kiek dujos įgauna. Paaiškink, kodėl tai daro bendrąjį entropijos pokytį nulinį — grįštamojo proceso parašą.

Fizika už šio eksperimento

← Grįžti prie eksperimento

138 nemokami spausdinami fizikos darbo lapai