Упражнение 5 Энтропия и термодинамические циклы

19. Тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу А=73, 5 кДж. Температура нагревателя t ₁=100⁰C, температура холодильника t ₂=0⁰ С. Найти КПД h цикла, количество теплоты, получаемое машиной за один цикл от нагревателя, и количество теплоты, отдаваемое за один цикл холодильнику.

20. Тепловая машина, работающая по циклу Карно, за цикл получает от нагревателя количество теплоты Q₁ = 2512 Дж. Температура нагревателя Т₁ = 400 К, температура холодильника Т₂ = 300 К. Найти работу А, совершаемую машиной за один цикло, и количество теплоты Q₂, отдаваемое холодильнику за цикл.

21. Азот массой m = 7 г изобарически расширился от объема V₁ = 2 л до объема V₂ = 6 л. Найти количество теплоты сообщенное азоту и изменение энтропии DS при этом процессе.

22. Во сколько раз следует изотермически увеличить объем 4 молей идеального газа, чтобы его энтропия испытала приращение D S = 23 Дж/ К?

23. Найти приращение D S энтропии при переходе массы m =8 г углекислого газа от объема V ₁=10 л при температуре t₁=80⁰С к объему V ₂=40 л при температуре t ₂=300⁰С.

24. 16 г кислорода нагревается от температуры t₁ = 50⁰ С до t₂ = 150⁰ С. Найти приращение энтропии, если нагревание происходит: 1) изохорически; 2) изобарически.

25. Найти приращение энтропии при изотермическом расширении 6г гелия от давления p₁ = 100 кПа до давления p₂ = 50 кПа.

26. Кислород массой 2 кг увеличил свой объем в 5 раз. Найти изменение энтропии, если расширение проходило а) изотермически; б) адиабатно.

27. В результате нагревания m =22 г азота его абсолютная температура увеличилась в =1, 2 раза, а энтропия увеличилась на D S =4, 19 Дж/К. При каких условиях производилось нагревание (при постоянном объеме или при постоянном давлении)?

28. Гелий массой m =1, 7 кг адиабатически расширили в 3 раза и затем изобарически сжали до первоначального объема. Найти приращение энтропии DS при этом процессе.

29. Найти приращение DS энтропии при превращении массы m =100 г льда (t = -10⁰C) в воду с температурой t =40⁰С. Удельная теплоемкость льда 2100 Дж/ кг*К, удельная теплоемкость воды 4200 Дж/ кг*К, удельная теплота плавления льда = 335кДж/К.

30. Найти приращение DS энтропии при превращении массы m =1 г воды (t = 0⁰C) в пар (t_п = 100⁰С). Удельная теплоемкость воды с_в=4200 Дж/ кг*К, удельная теплота парообразования r = 2, 26 МДж/К.

Второе начало термодинамики