04.07. Энтропия

Уровень 1.

1. Кислород массой m = 2 кг увеличил свой объем в n = 5 раз изотермически. Найти изменение энтропии. R = 8,31 Дж/(моль·К). Молярная масса кислорода M = 0,032 кг/моль. Полученный ответ округлите до целого значения. [836] [835]

2. Кислород массой m = 80 г изохорно нагрели от температуры T₁ = 300 К до T₂ = 400 К. Определить изменения: 1) внутренней энергии ΔU; 2) энтропии ΔS. R = 8,31 Дж/(моль·К). Молярная масса кислорода M = 0,032 кг/моль. Полученный ответ округлите до целого значения.

1) [5194] [5193] 2) [15] [14]

Уровень 2.

1. Водород массой m = 100 г был изобарно нагрет так, что объем его увеличился в n = 3 раза, затем водород был изохорно охлажден так, что давление его уменьшилось в n = 3 раза. Найти изменение ΔS энтропии в ходе указанных процессов. R = 8,31 Дж/(моль·К). Молярная масса водорода M = 0,002 кг/моль. Полученный ответ округлите до целого значения. [456] [457]

2. Смешали воду массой m₁ = 5 кг при температуре T₁ = 280 К с водой массой m₂ = 8 кг при температуре T₂ = 350 К. Удельная теплоемкость воды c = 4200 Дж/(кг·К). Найти температуру T смеси. Полученный ответ округлите до целого значения. [323] [324]

3. В результате изохорного нагревания водорода массой m = 1 г давление p газа увеличилось в два раза. Определить изменение ΔS энтропии газа. R = 8,31 Дж/(моль·К). Молярная масса водорода M = 0,002 кг/моль. Полученный ответ умножьте на 100 и округлите до целого значения. [720] [721]

Уровень 3.

1. Найти изменение энтропии при изобарном расширении азота массой m = 4 г от объема V₁ = 5 л до объема V₂ = 9 л. R = 8,31 Дж/(моль·К). Молярная масса азота M = 0,028 кг/моль. Полученный ответ умножьте на 100 и округлите до целого значения. [244] [245]

2. Кусок льда массой m = 200 г, взятый при температуре t₁ = –10 ºС, был нагрет до температуры t₂ = 0 ºС. И расплавлен, после чего образовавшаяся вода была нагрета до температуры t₃ = 10 ºС. Определить изменение ΔS энтропии в ходе указанных процессов. Удельная теплоемкость воды c = 4200 Дж/(кг·К), удельная теплоемкость льда c = 2100 Дж/(кг·К), удельная теплота плавления льда λ = 330 000 Дж/кг. Полученный ответ округлите до целого значения. [288] [287]

3. Водород в количестве ν = 60 моль находится под давлением p = 1 МПа и температуре 300 К. При изохорном нагревании давление возросло на Δp = 1,5 МПа. Определить изменение: 1) внутренней энергии ΔU (ответ умножьте на 10^-3); 2) энтропии ΔS. R = 8,31 Дж/(моль·К). Полученный ответ округлите до целого значения.

1) [561] [560] 2) [1142] [1143]

4. Лед массой m = 1 кг, находящийся при температуре t = –30 ºС, нагревают до температуры плавления (при нормальном атмосферном давлении) и плавят. Определить изменение ΔS энтропии. Удельная теплоемкость c_уд льда равна 2,09 кДж/(кг·К) и удельная теплота плавления r = 333 кДж/кг. Полученный ответ округлите до целого значения. [1463] [1464]

5. Определить изменение ΔS энтропии при нагревании до кипения m = 100 г воды, взятой при температуре T₁ = 300 К, и превращении ее в пар при температуре кипения и нормальном атмосферном давлении. Для воды известны: молярная теплоемкость C_m = 75,4 Дж/(моль·К); удельная теплота парообразования L = 2,26 МДж/кг. Молярная масса воды M = 0,018 кг/моль. Полученный ответ округлите до целого значения. [697] [698]

6. Смешали воду массой m₁ = 5 кг при температуре T₁ = 280 К с водой массой m₂ = 8 кг при температуре T₂ = 350 К. Удельная теплоемкость воды c = 4200 Дж/(кг·К). Найти изменение ΔS энтропии, происходящее при смешивании. Полученный ответ округлите до целого значения. [303] [302]

Уровень 4.

4. Лед массой m₁ = 2 кг при температуре t₁ = 0 ºС был превращен в воду той же температуры с помощью пара, имеющего t₂ = 100 ºС. Определить массу m₂ израсходованного пара. Каково изменение ΔS энтропии системы лед–пар? Удельная теплоемкость воды c = 4200 Дж/(кг·К), удельная теплота парообразования r = 2,3·10⁶ Дж/кг, удельная теплота плавления льда λ = 330 000 Дж/кг. Полученный ответ округлите до целого значения. [603] [604]