ملف تدريبي: تغيُّر الإنتروبي في عمليات الديناميكا الحرارية

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على حساب التغيُّر في إنتروبي نظام ما نتيجة لعمليات ثرموديناميكية مختلفة.

س١:

أوجد التغيُّر في إنتروبي كمية من البخار كتلتها 20 g عند درجة حرارة 100℃ عندما تتكثَّف إلى ماء عند نفس درجة الحرارة. استخدم القيمة 2‎ ‎257 kJ/kg للحرارة الكامنة لتبخر الماء.

  • أ320 J/K
  • ب130 J/K
  • ج120 J/K
  • د450 J/K
  • ه450 J/K

س٢:

خمسون جرامًا من الماء في درجة حرارة 0.00℃ تحولتْ إلى بخار عند 100℃. ما التغير في إنتروبيا الماء في هذه العملية؟

س٣:

2.00×10 joules جول أُزيلت من خزَّان حرارة عند درجة حرارة 2.00×10 K. ما مقدار التغيُّر في إنتروبي الخزَّان؟

س٤:

نظام يحتوي على 20.0 mol من غاز مثالي أحادي الذرة تم تبريده بثبوت الضغط حتى تغيَّر حجمه من 50.0 L إلى 10.0 L. كانت درجة الحرارة الابتدائية للغاز 300 K. ما قيمة التغيُّر في إنتروبي الغاز؟

س٥:

ضُغط غاز مثالي عند درجة حرارة 3.0×10 K بثبوت درجة الحرارة إلى حجم يساوي 0.20 من حجمه الأصلي. أوجد التغيُّر في الإنتروبي لكل مول من الغاز.

س٦:

كمية من الماء كتلتها 2.00 × 10 2 جم عند درجة حرارة 0.00℃ يتم إيصالها إلى حالة الاتزان الحراري مع الخزَّانات ذات درجات الحرارة التالية بالتوالي 20.0℃, 40.0℃، 60.0℃، 80.0℃. اعتبِر 4‎ ‎182 J/kg⋅℃ قيمة السعة الحرارية للماء.

ما مقدار تغيُّر الإنتروبي للماء؟

  • أ220 J/K
  • ب150 J/K
  • ج250 J/K
  • د215 J/K
  • ه200 J/K

ما مقدار تغيُّر الإنتروبي للخزَّانات؟

  • أ208 J/K
  • ب200 J/K
  • ج222 J/K
  • د215 J/K
  • ه150 J/K

ما مقدار تغيُّر الإنتروبي للكون؟

  • أ11.5 J/K
  • ب10.0 J/K
  • ج9.00 J/K
  • د7.00 J/K
  • ه6.66 J/K

س٧:

يعمل محرِّك كارنو بين مستودعَيْ حرارة درجتا حرارتَيْهما 550℃، 20℃، ويُنتج 300 kJ من الطاقة في كل دورة.

أوجد مقدار التغيُّر في إنتروبي مستودع الحرارة الساخن في كل دورة.

أوجد مقدار التغيُّر في إنتروبي مستودع الحرارة البارد في كل دورة.

س٨:

قضيب من النحاس مساحة مقطعه 5.0 cm2، وطوله 5.0 m يعمل على انتقال الحرارة بالتوصيل من خزان حرارة عند 373 K إلى خزان آخر عند درجة حرارة 273 K. ما المعدل الزمني لتغيُّر إنتروبي الكون في هذه العملية؟ استخدم القيمة 385 W/m⋅K للتوصيلية الحرارية للنحاس.

  • أ4.00×10 W/K
  • ب2.50×10 W/K
  • ج3.78×10 W/K
  • د2.88×10 W/K
  • ه3.33×10 W/K

س٩:

قطعة من الألومنيوم كتلتها 0.50 kg عند درجة حرارة 250℃. أُلقيت قطعة الألومنيوم في ماء كتلته 1.0 kg ودرجة حرارته 20℃. بعد الوصول للاتزان الحراري، ما التغيُّر الكلي للإنتروبي في هذا النظام؟ استخدم القيمة 4‎ ‎184 J/kg⋅℃ للسعة الحرارية النوعية للماء، والقيمة 900 J/kg⋅℃ للسعة الحرارية النوعية للألومنيوم.

  • أ82 J/K
  • ب77 J/K
  • ج86 J/K
  • د80 J/K
  • ه73 J/K

س١٠:

وُضعت كمية من الماء مقدارها 200 g عند درجة حرارة 0.00C في اتصال حراري مع خزان حراري درجة حرارته 80.0C، وتم الوصول إلى الاتزان الحراري. استخدم القيمة 4180/JkgC للتعبير عن السعة الحرارية للماء.

ما درجة حرارة الماء؟

ما درجة حرارة الخزان؟

ما مقدار الحرارة المنتقلة في العملية؟

  • أ6.70×10 J
  • ب7.00×10 J
  • ج7.60×10 J
  • د7.20×10 J
  • ه6.30×10 J

ما التغير في إنتروبي الماء؟

ما التغير في إنتروبي الخزان؟

ما التغير في إنتروبي الكون؟

س١١:

يتضاعف حجم 1.0 mol من غاز مثالي ثلاث مرات عن طريق تمدد انعكاسي بثبوت درجة الحرارة؛ حيث يُسخن الغاز بمقدار 1‎ ‎300 J.

ما التغيُّر في إنتروبي الغاز؟

  • أ0 J/K
  • ب3.9 J/K
  • ج3.9 J/K
  • د9.1 J/K
  • ه9.1 J/K

ما درجة حرارة الغاز؟

  • أ25℃
  • ب130
  • ج94℃
  • د140℃
  • ه140

س١٢:

سقطت صخرة كتلتها 4.0 kg عند درجة حرارة 23℃ رأسيًّا لأسفل لمسافة 1.2×10 m داخل بحيرة ضحلة درجة حرارتها أيضًا 23℃.

ما التغيُّر الناتج في إنتروبي الكون؟

  • أ1‎ ‎300 J/K
  • ب2‎ ‎000 J/K
  • ج160 J/K
  • د1300 J/K
  • ه160 J/K

إذا كانت درجة حرارة الصخرة 80℃ عند سقوطها، فما التغيُّر في إنتروبي الكون؟ استخدم القيمة 4‎ ‎184 J/kg⋅℃ للحرارة النوعية لمياه البحرية والقيمة 860 J/kg⋅℃ للحرارة النوعية للصخرة. افترض أن قوة السحب التي يؤثر بها الهواء على الصخرة مهملة.

  • أ410 J/K
  • ب610 J/K
  • ج230 J/K
  • د230 J/K
  • ه610 J/K

س١٣:

حوض يحتوي على ماء كتلته 40 g ودرجة حرارته 25℃. تم تسخين الماء حتى أصبح بخارًا درجة حرارته 100℃. احسب التغيُّر في إنتروبي الماء في هذه العملية. استخدِم القيمة 4‎ ‎184 J/kg⋅℃ للتعبير عن السعة الحرارية للماء، واستخدِم القيمة 2‎ ‎256 kJ/kg للتعبير عن الحرارة الكامنة لتبخُّر الماء.

  • أ250 J/K
  • ب200 J/K
  • ج280 J/K
  • د240 J/K
  • ه240 J/K

س١٤:

في عملية تتم بثبوت الحجم، 5.0 mol من غاز مثالي أُحادي الذرة عند درجة حرارة 300 K تُسخَّن حتى تصل درجة حرارتها إلى 370 K. ما التغيُّر في إنتروبي الغاز نتيجة لعملية التسخين؟

س١٥:

يحتوي حوض على ماء كتلته 60 g ودرجة حرارته 5.0℃. سُخِّن الماء عن طريق الوصول إلى الاتزان الحراري مع خزان درجة حرارته 70℃. لحساب تغيُّرات الإنتروبي الناتجة عن هذه العملية، استخدم القيمة 4‎ ‎184 J/kg⋅℃ للسعة الحرارية للماء.

ما مقدار تغيُّر الإنتروبي للخزان نتيجةً لهذه العملية؟

  • أ230 J/K
  • ب180 J/K
  • ج230 J/K
  • د48 J/K
  • ه53 J/K

ما مقدار تغيُّر الإنتروبي للماء نتيجةً لهذه العملية؟

  • أ660 J/K
  • ب95 J/K
  • ج53 J/K
  • د660 J/K
  • ه53 J/K

ما مقدار تغيُّر إنتروبي الكون نتيجةً لهذه العملية؟

  • أ430 J/K
  • ب0 J/K
  • ج5.0 J/K
  • د210 J/K
  • ه2.5 J/K

س١٦:

قطعة ثلج درجة حرارتها 0.0℃ وكتلتها 20 g. تكتسب قطعة الثلج الحرارة من هواء درجة حرارته أكبر من 0.0℃ بقيمة مُهمَلة، حتى تذوب ذوبانًا كاملًا. تكتسب قطعة ثلج مُطابِقة الحرارة من هواء درجة حرارته 25℃. لحساب التغيُّر في الإنتروبي الناتج عن تلك العمليتين، استخدِم القيمة 4‎ ‎184 J/kg⋅℃ للسعة الحرارية للماء، واستخدِم القيمة 334 kJ/kg للحرارة الكامنة لانصهار الثلج.

ما التغيُّر في إنتروبي الثلج عند ذوبانه بواسطة هواء درجة حرارته أكبر من 0.0℃ بقيمة مُهمَلة؟

  • أ24 J/K
  • ب17 J/K
  • ج24 J/K
  • د15 J/K
  • ه15 J/K

ما التغيُّر في إنتروبي الهواء الذي درجة حرارته أكبر من 0.0℃ بقيمة مُهمَلة عند إذابته للثلج؟

  • أ24 J/K
  • ب24 J/K
  • ج15 J/K
  • د15 J/K
  • ه17 J/K

ما التغيُّر في إنتروبي الكون عند ذوبان الثلج بواسطة هواء درجة حرارته أكبر من 0.0℃ بقيمة مُهمَلة؟

  • أ24 J/K
  • ب15 J/K
  • ج24 J/K
  • د15 J/K
  • ه0.0 J/K

ما التغيُّر في إنتروبي الثلج عند ذوبانه بواسطة هواء درجة حرارته 25℃؟

  • أ45 J/K
  • ب29 J/K
  • ج19 J/K
  • د32 J/K
  • ه23 J/K

ما التغيُّر في إنتروبي الهواء الذي درجة حرارته 25℃ عند إذابته للثلج؟

  • أ23 J/K
  • ب19 J/K
  • ج29 J/K
  • د45 J/K
  • ه29 J/K

ما التغيُّر في إنتروبي الكون عند ذوبان الثلج بواسطة هواء درجة حرارته 25℃؟

  • أ3.2 J/K
  • ب24 J/K
  • ج2.4 J/K
  • د3.2 J/K
  • ه0.0 J/K

س١٧:

بدأ قالب خشبي كتلته 4.0 kg الانزلاق فوق الأرض بسرعة ابتدائية 9.0 m/s حتى توقَّف بفعل قوة الاحتكاك. ما القيمة التقريبية للتغيُّر في إنتروبي الكون؟ افترِض أن كلَّ شيء يظل عند درجة حرارة الغرفة 25℃.

س١٨:

كأس زجاجية كتلتها 350 g. تحتوي الكأس على 450 g من الماء عند درجة حرارة 25℃. سُخِّنت الكأس في عملية انعكاسية حتى وصلت درجة حرارة كلٍّ من الكأس الزجاجية والماء إلى 60℃. أوجد التغيُّر الكلي في إنتروبي الكأس الزجاجية والماء نتيجة التسخين. استخدِم القيمة 4184 J/kg⋅℃ للسعة الحرارية النوعية للماء، والقيمة 840 J/kg⋅℃ للسعة الحرارية النوعية للزجاج.

س١٩:

افترِض أن ٢٥ جم من الثلج عند درجة حرارة أُضيف إلى ٢٥٠ جم من الماء عند درجة حرارة . إذا عُلم أن الحرارة الكامنة لانصهار الثلج تساوي ٣٣٤ كيلو جول/كجم وسعته الحرارية تساوي ، فما إجمالي التغيُّر في إنتروبي المزيج بعدما يصل إلى الاتزان الحراري؟

س٢٠:

أسطوانة تحتوي على 600 g من الهليوم عند ضغط 100 atm ودرجة حرارة 25.0℃. كانت الأسطوانة تحتوي على صمام تسريب، وتسرَّب كلُّ الغاز ببطء إلى الجو بثبوت الحرارة. ما التغيُّر في إنتروبي الكون نتيجة التسريب؟

س٢١:

احسب جودة بخار عند ضغط 0.80 MPa وإنتروبي 6.55 kJ/kg.

س٢٢:

ما التغيُّر في الإنتروبي عندما يتمدَّد 1.0 kmol من غاز عند ضغط مقداره 1.0 MPa ودرجة حرارة مقدارها 300 K إلى حجم يكون ضغط الغاز عنده 0.10 MPa؟ افترِض أن التمدُّد يتم بثبوت درجة الحرارة.

س٢٣:

سُخن غاز بثبوت درجة الحرارة باستخدام طاقة قدرها 25 kJ عند درجة حرارة 350 K. ما مقدار زيادة إنتروبي الغاز؟ اكتب إجابتك لأقرب ثلاثة أرقام معنوية.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.