2018-04-16
Идеальный газ в количестве $\nu = 2,2$ моля находится в одном из двух теплоизолированных сосудов, соединенных между собой трубкой с краном. В другом сосуде — вакуум. Кран открыли, и газ заполнил оба сосуда, увеличив свой объем в $n = 3,0$ раза. Найти приращение энтропии газа.
Решение:
По условию, происходит свободное расширение, никакая работа не выполняется, и теплообмена не происходит. Таким образом, внутренняя энергия не должна оставаться неизменной $U_{кон} - U_{нач}$. Для идеального газа это означает постоянную температуру $T_{кон} = T_{нач}$. Процесс необратим, но изменение энтропии может быть рассчитано с учетом обратимого изотермического процесса. Поэтому
$\Delta S = \int \frac{dQ}{T} = \int_{V_{1} }^{V_{2} } \frac{pdV}{T} = \nu R ln n = 20,1 Дж / К$