Примеры выполнения тестовых заданий. Задание 1.На рисунке изображен цикл Карно в координатах (T

Задание 1.На рисунке изображен цикл Карно в координатах (T, S), где T – термодинамическая температура, S – энтропия. Расширение идеального газа происходит на участках:   1) 1-2 2) 2-3 3) 3-4 4) 4-1

Выполнение задания.Цикл Карно состоит из четырех обратимых процессов: изотермического расширения, адиабатического расширения, изотермического сжатия и адиабатического сжатия.

В статистической физике энтропия является мерой неупорядоченности системы.

В изотермическом процессе 1-2 (Т = const) энтропия увеличивается, т.е. возрастает беспорядок в системе, а значит, идеальный газ расширяется.

В адиабатическом процессе 2-3 ( и ) температура понижается. Согласно уравнению адиабаты

,

(где V – объем газа; – коэффициент Пуассона), при понижении температуры газ расширяется.

Таким образом, расширение идеального газа происходит на участках: 1-2 и 2-3.

Ответ: 1) 1-2 и 2) 2-3

Задание 2.Изолированная термодинамическая система совершает равновесный переход из состояния 1 в состояние 2. Если процесс необратимый, то для изменения энтропии справедливо следующее математическое выражение …

1)

2)

3)

Выполнение задания.Согласно неравенству Клаузиуса

,

т.е. энтропия замкнутой системы может либо возрастать (в случае необратимых процессов), либо оставаться постоянной (в случае обратимых процессов). Так как термодинамическая система изолированная и процесс необратимый, то энтропия должна увеличиваться .

С учетом первого начала термодинамики

изменение энтропии, равное

,

примет следующий вид

Ответ: 2)

Задание 3.Энтропия неизолированной термодинамической системы в процессе парообразования вещества в ней …

Выполнение задания.Неизолированная термодинамическая система может обмениваться теплотой с внешней средой, поэтому ее энтропия может вести себя любым образом, т.е. возрастать, убывать или оставаться постоянной.

В процессе парообразования, происходящего с подводом теплоты, вещество превращается из жидкого состояния в газообразное состояние. В процессе парообразования увеличивается неупорядоченность системы, а значит, энтропия увеличивается.

Ответ: 1) увеличивается

ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ. РАБОТА ПРИ ИЗОПРОЦЕССАХ

При выполнении тестовых заданий студент должен
знать: первое начало термодинамики; изопроцессы (изотермический, изобарный, изохорный, адиабатный); работа при изопроцессах;

уметь: анализировать информацию, представленную в виде графика, диаграммы; вычислять работу в изопроцессах.