Как изменится энтропия идеального газа при изотермическом переводе его из начального состояния с давлением

p2.

Химия: Изменение энтропии идеального газа при изотермическом процессе

Инструкция: При изотермическом процессе давление идеального газа изменяется, но температура остается постоянной. Изменение энтропии (ΔS) идеального газа при таком процессе можно выразить формулой:

ΔS = nR ln(p2/p1),

где ΔS - изменение энтропии, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, p1 и p2 - начальное и конечное давление газа соответственно, ln - натуральный логарифм.

Если давление газа в конечном состоянии, p2, меньше начального давления, p1, то отношение p2/p1 будет меньше единицы, и натуральный логарифм этого отношения будет отрицательным. Таким образом, изменение энтропии будет отрицательным, что означает уменьшение энтропии системы.

Если же давление газа в конечном состоянии, p2, больше начального давления, p1, то отношение p2/p1 будет больше единицы, и натуральный логарифм этого отношения будет положительным. Таким образом, изменение энтропии будет положительным, что означает увеличение энтропии системы.

Пример: Пусть начальное давление газа составляет 2 атмосферы, а конечное давление - 5 атмосфер. Количество молей газа равно 3. Найдем изменение энтропии идеального газа при таком процессе.

ΔS = 3 * R * ln(5/2),

где R - универсальная газовая постоянная (R ≈ 8,31 Дж/(К * моль)).

Совет: Для лучшего понимания изотермического процесса и изменения энтропии идеального газа рекомендуется изучить законы, связанные с газовыми процессами (например, закон Бойля-Мариотта, закон Шарля и закон Гей-Люссака), а также основные концепции в области термодинамики.

Задача для проверки: Найдите изменение энтропии идеального газа, если начальное давление равно 4 атмосферы, конечное давление равно 2 атмосферам, а количество молей газа составляет 2 моля.