skan0108 (2)

Zadania 111

ny: a) w sposób odwracalny, b) w sposób nieodwracalny, przez umieszczenie Cu w piecu o stałej temperaturze 1000 K. Średnie ciepło molowe miedzi wynosi 24,46 J • K"¹ • moC¹. Odp. a) AS_Cu = 466 J • K^-1; b) zJS_pieca = -270 J • K^_1.

3e:13. Pojemnik z 35 dni³ argonu (w 298 K i pod ciśnieniem 1 atm) schłodzono pod tym ciśnieniem do temperatury wrzenia argonu 87,4 K, a następnie skroplono: a) odwracalnie, b) umieszczając pojemnik w zbiorniku z ciekłym azotem o temperaturze 77,35 K. Ciepło parowania argonu w temperaturze wrzenia wynosi 7870 J-mol"¹. Traktując argon jako jednoatomowy gaz doskonały, obliczyć zmianę entropii argonu, otoczenia oraz całkowitą. Odp. a) AS_Ax = = -165,4 J • K^-1; b)JS_całk= 61,26 J • K^_1.

3e:14. Obliczyć entropię molową gazu doskonałego w 600 K i pod ciśnieniem 100 barów, wiedząc, że jego entropia pod ciśnieniem 1 bar i w 298,15 K wynosi 210,3 J • K^-1 • mol^-1, natomiast molowa pojemność cieplna w tym zakresie temperatur dana jest zależnością

C_p = A + BIT,

gdzie A = 28,7 J • K^-1 • mol^-1, B = -16,1 J • mol^-1. Odp. 192,1 J • K^-1 • mol^-1.

3e:15. Jeden mol gazu doskonałego (k = -j) sprężono izotermicznie i odwracalnie od ciśnienia P₀= 1 atm do Pj = 10 atm w temperaturze T₀ = 450 K, a następnie rozprężono adiabatycznie i odwracalnie do P₀; temperatura obniżyła się do 7j. Całą tę operację powtórzono N razy. Przedstawić te operacje na wykresie P-V. Wyprowadzić wyrażenia na: a) zmianę entropii podczas pierwszej operacji, złój, oraz całkowitą zmianę entropii AS_N, po kolejnych N, b) temperaturę końcową T_n oraz całkowitą zmianę energii wewnętrznej A U_N. Dla N = 5 obliczyć AS_N, T_n oraz AU_N. Odp. AS₅ = -95,72 J ■ K^-1; T₅ = 4,5 K; AU_S = -5555,8 J.

3e:16. Jeden mol tlenu, traktowany jako gaz doskonały i zajmujący objętość 20 dm³ w' 473 K, rozpręża się: a) adiabatycznie i nieodwracalnie przeciwko ciśnieniu zewnętrznemu 1 atm aż do wyrównania się ciśnień, b) adiabatycznie i od-wnacalnie do p_końc = 1 atm. Obliczyć wykonaną pracę i zmianę entropii.

Odp. a) W - -1362 J; AS= 1,18 J-K^jb) W = -1697 J.

3e:17. Obliczyć zmianę entropii w' procesie izotennicznego sprężania 1,5 mola gazu idealnego od ciśnienia 1 atm do ciśnienia 7 atm w temperaturze 25°C: a) w sposób odwracalny, b) nieodwracalnie, stosując ciśnienie zewnętrzne równe 12 atm. Odp. b) = 104 J • K^-1.

3e:18. W izolowanym termicznie naczyniu z ruchomym tłokiem znajdują się 2 mole jednoatomowego gazu doskonałego o temperaturze początkowej 300 K. Ciśnienie początkowe wynosi 1,5 bar. Obliczyć wykonaną pracę oraz zmianę entropii tego gazu podczas rozprężania przeciw' stałemu ciśnieniu zewnętrznemu, równemu 1 bar. Odp. W = -998 J; AS = 0,79 J K"¹.