מבחן תשס"ב מועד א' (שאלה)

[יאיר59]

מבחן תשס"ב מועד א' (שאלה)

אהלן! ניסיתי לפתור את המבחן הנ"ל, והסתבכתי. הנה למה: במבחן נתונה בוכנה שבה גז אידיאלי של N אטומים הדחוס לנפח Vg. הגז מתפשט באופן חופשי מנפח Vg לנפח V. השאלה היא - מה העבודה שהוא יעשה כאשר הבוכנה נמצאת במגע עם אמבט חום בטמפ' T. והשאלה שלי היא - למה שהוא בכלל יעשה עבודה? הרי הבוכנה חסרת מסה... שאלה נוספת - בסעיף ג-2 של השאלה הזאת יש למצוא את העבודה של הגז כאשר התהליך הוא קוואזי-סטטי והבוכנה מבודדת. האם אין צורך לדעת את טמפרטורת הגז ההתחלתית (או את האנטרופיה, שנשארת קבועה) ע"מ לענות על השאלה? נשמע לי הגיוני שהתשובה תהיה תלויה בטמפרטורה ההתחלתית. תודה מראש!

 

[Jony I]

תשובה

א. יפה מאד, פתרת. הוא אכן לא יעשה שום עבודה. התפשטות חופשית של גז אידאלי לא עושה עבודה. ב. בשאלה אם אני לא טועה נתונה לך הטמפ ההתחלתית של הגז. את העבודה של הגז תמצא באמצעות אינטגרל על Pdv כשתבטא את p באמצעות הנפח מתוך הגודל הנשמר בהתפשטות אדיאבטית קווזיסטטית ( const = P*(V)^5/3 ). האנטרופיה כמובן לא נשארת קבועה אם התהליך קוואזי סטטי.

 

[יאיר59]

אתה בטוח?

אם תמיד התפשטות חופשית של גז אידאלי לא עושה עבודה, אז כל סעיף א' בשאלה הזאת הוא w=0. זה נשמע לי מוזר... לגבי ב - אם הבוכנה מבודדת ז"א ש dq=0, ואז גם ds=0, כי dq=Tds, מה שאומר שהאנטרופיה נשמרת. לא?

 

[לב לנדאו]

מישהו אמר משהו על קוואזי סטטי?

ובהתפשטות חופשית הגז תמיד לא עושה עבודה. אגב, זה ג'וני

 

[יאיר59]

וואלה נכון

אפילו מיטל הסכימה

 

[hadar22p]

מתי האנטרופיה לא משתנה?

 

[Jony I]

בתהליכים אידאלים (מנוע קרנו וכו')

או בתהליכים קווזיסטטים אדיאבטים.