Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 14202
2020-04-23 
Пользуясь теоремой Нернста, определите энтропийную постоянную $S_{0}$ газа, находящегося в равновесии с твердым телом.
Решение:
Химические потенциалы газа и твердого тела при равновесии равны:
$\eta_{1} = \eta_{2}$.
Химический потенциал газа
$\eta_{1} = U_{1} - TS_{1} + pV_{1}$,
где $S_{1}$ - энтропия одного моля газа; ее можно пред" ставить в виде:
$S_{1} = C_{p1} ln T - R ln p + S_{0}$.
поэтому
$\eta_{1} = U_{1} - T(C_{p1} lnT - R ln p + S_{0} ) + pV_{1}$.
Химический потенциал $\eta_{2}$ твердого тела
$\eta_{2} = U_{2} - T \int_{0}^{T} \frac{C_{p2} }{T} dT +pV_{2}$;
здесь для выражения $S_{2}$ использована теорема Нернста. Подставляя величины $\eta_{1}$ и $\eta_{2}$ в условие равновесия, найдем:
$S_{0} = - \frac{q}{T} - C_{p1} ln T + \int_{0}^{T} \frac{C_{p2} }{T} dT + R ln p$,
где $q$ -молярная теплота возгонки, определяемая равенством $q = U_{2} - U_{1} + p(V_{2} - V_{1})$.
Пользуясь теоремой Нернста, определите энтропийную постоянную $S_{0}$ газа, находящегося в равновесии с твердым телом.
Решение:
Химические потенциалы газа и твердого тела при равновесии равны:
$\eta_{1} = \eta_{2}$.
Химический потенциал газа
$\eta_{1} = U_{1} - TS_{1} + pV_{1}$,
где $S_{1}$ - энтропия одного моля газа; ее можно пред" ставить в виде:
$S_{1} = C_{p1} ln T - R ln p + S_{0}$.
поэтому
$\eta_{1} = U_{1} - T(C_{p1} lnT - R ln p + S_{0} ) + pV_{1}$.
Химический потенциал $\eta_{2}$ твердого тела
$\eta_{2} = U_{2} - T \int_{0}^{T} \frac{C_{p2} }{T} dT +pV_{2}$;
здесь для выражения $S_{2}$ использована теорема Нернста. Подставляя величины $\eta_{1}$ и $\eta_{2}$ в условие равновесия, найдем:
$S_{0} = - \frac{q}{T} - C_{p1} ln T + \int_{0}^{T} \frac{C_{p2} }{T} dT + R ln p$,
где $q$ -молярная теплота возгонки, определяемая равенством $q = U_{2} - U_{1} + p(V_{2} - V_{1})$.
