Изменение энтропии резервуаров в термодинамическом цикле

Один моль двухатомного идеального газа ( с В "=" 5 2 р ) находится в начальном состоянии А по объему В А и температура Т 1 . От А , газ претерпевает изотермический процесс и расширяется до состояния Б , с объемом В Б "=" 2 В А . Затем в ходе изохорного процесса констатировать С , температура газа доводится до Т 2 "=" Т 1 / 2 . Далее газ подвергается еще одному изотермическому процессу до состояния Д где он имеет объем В Д "=" В А , и, наконец, он возвращается в состояние А через изохорный процесс. Все процессы обратимы.

Рассчитать изменение энтропии Δ С 1 и Δ С 2 резервуаров температур Т 1 и Т 2 соответственно.

Извините за мой английский. Вот что я пытался сделать.

Таким образом, очевидно, что цикл изотермичен при Т 1 изохорный в В 1 изотермический при Т 2 изохорный в В 2 . Все процессы обратимы, поэтому полная энтропия Δ С "=" Δ С 1 + Δ С 2 должно быть 0 .

Я попытался рассчитать теплоту различных процессов ( н "=" 1 потому что это одна родинка):

Вопрос 1 "=" н р Т 1 п В Б В А "=" р Т 1 п 2 В А В А "=" р Т 1 п 2
Вопрос 2 "=" Δ U "=" н с В ( Т 2 Т 1 ) "=" с В ( Т 2 2 Т 2 ) "=" 5 2 р Т 2
Вопрос 3 "=" н р Т 2 п В А В Б "=" н р Т 2 п В Б В А "=" р Т 2 п 2
Вопрос 4 "=" Δ U "=" н с В ( Т 1 Т 2 ) "=" с В ( 2 Т 2 Т 2 ) "=" 5 2 р Т 2 "=" Вопрос 2

Резервуар при температуре Т 1 вступает в действие в процессах 1 (Группа 4 (DA), и выделяет в систему суммарную теплоту Вопрос 1 Вопрос 4 < 0 , а резервуар при температуре Т 2 поглощает из системы общее количество теплоты Вопрос 2 Вопрос 4 > 0 . Но относительная энтропия не равна нулю:

Δ С 1 "=" Вопрос 1 Вопрос 4 Т 1 "=" р Т 1 п 2 5 2 р Т 2 Т 1 "=" 2 р Т 2 п 2 5 2 р Т 2 2 Т 2 "=" р ( п 2 + 5 4 ) 16.16  Дж/К

Δ С 2 "=" Вопрос 2 Вопрос 3 Т 2 "=" 5 2 р Т 2 + р Т 2 п 2 Т 2 "=" р ( п 2 + 5 2 ) + 26.55  Дж/К

Так Δ С "=" Δ С 1 + Δ С 2 10.40 0 . Что я сделал не так?

Вы признали, что все процессы обратимы, но, как указал Чет Миллер, вы рассчитали изменения энтропии для изохорных процессов, исходя из их необратимости. Вот что ты сделал не так.

Ответы (2)

Подсказка: только изотермические процессы связаны с изменением энтропии термальных резервуаров. Т 1 и Т 2 . Изохорные процессы связаны с изменениями энтропии для бесконечного ряда термальных резервуаров между Т 1 и Т 2 .

Надеюсь это поможет.

Спасибо, на самом деле, учитывая только изотермические процессы, изменение энтропии равно нулю, как и ожидалось.
@EdoardoFiocchi Да, но он также равен нулю, если вы рассчитали изменение энтропии для обратимых изохорных процессов, чего вы не сделали. Для них изменения должны быть
Δ С "=" с в п Т ф я н а л Т я н я т я а л

Вы не сделали ничего плохого. Процесс, как вы его описываете, необратим, особенно его изохорные стадии. Когда вы приводите рабочую жидкость в контакт с резервуаром с постоянной температурой при температуре, отличной от температуры рабочей жидкости, последующее изохорное уравновешивание температуры становится необратимым. Таким образом, на этих этапах в рабочей жидкости генерировалась энтропия, и эта энтропия передавалась в резервуары. Итак, несмотря на то, что рабочая жидкость совершила цикл и ее энтропия не изменилась, необратимость привела к увеличению энтропии резервуаров.

Вы сказали, что он не сделал ничего плохого, но в задаче говорилось, что «все процессы обратимы».
@BobD Ой. Пропустил это.
Я тоже поначалу пропустил!