Тимур Тимурович
Знаток
(419)
11 часов назад
При смешении газов можно использовать формулу для изменения энтропии при изобарном процессе:
ΔS = n R ln(Vf / Vi),
где:
- n – общее количество молей,
- R – универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К)),
- Vf – конечный объем,
- Vi – начальный объем.
Кислород (O2) и азот (N2) имеют соответствующие объемы 100 см³ и 400 см³.
▎ Шаги расчета
1. Найдем количество молей кислорода и азота.
Для кислорода:
nO2 = (P * VO2) / (R T) = (101.3 0.1) / (8.314 300) ≈ 0.00403 моль,
Для азота:
n_N2 = (P VN2) / (R * T) = (101.3 * 0.4) / (8.314 * 300) ≈ 0.01612 моль.
2. Объем после смешения:
Vf = VO2 + VN2 = 100 см³ + 400 см³ = 500 см³ = 0.5 л.
3. Подсчет изменения энтропии:
Для кислорода:
ΔSO2 = nO2 * R * ln(0.5 / 0.1) ≈ 0.00403 * 8.314 * ln(5) ≈ 0.055 Дж/К.
Для азота:
ΔSN2 = nN2 * R * ln(0.5 / 0.4) ≈ 0.01612 * 8.314 * ln(1.25) ≈ 0.023 Дж/К.
4. Общее изменение энтропии:
ΔStotal = ΔSO2 + ΔSN2 ≈ 0.055 + 0.023 = 0.078 Дж/К.
Итак, общее изменение энтропии системы составляет примерно 0.078 Дж/К.