المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر

جيل الشباب والمشكلة الكبرى
2023-04-27
الجيش المصري في عهد الاسرة السادسة.
2023-07-23
الإستصحاب الكلّي
9-9-2016
معدل التبريد واختلاف درجة الزجاج
28-11-2017
الصورة كعنصر في اخراج الصحيفة
19-7-2020
عمل الرهبان والقسيسين في الشرق العربي.
2023-08-25

Entropy of Mixing  
  
942   05:26 مساءاً   date: 26-8-2016
Author : Sidney B. Cahn, Gerald D. Mahan And Boris E. Nadgorny
Book or Source : A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS
Page and Part : part 2 , p 28


Read More
Date: 9-8-2016 810
Date: 7-8-2016 969
Date: 6-9-2016 1102

Entropy of Mixing

a) A 2-L container is divided in half: One half contains oxygen at 1 atm, the other nitrogen at the same pressure, and both gases may be considered ideal. The system is in an adiabatic enclosure at a temperature T = 293 K. The gases are allowed to mix. Does the temperature of the system change in this process? If so, by how much? Does the entropy change? If so, by how much?

b) How would the result differ if both sides contained oxygen?

c) Now consider one half of the enclosure filled with diatomic molecules of oxygen isotope 16O and the other half with 18O Will the answer be different from parts (a) and (b)?

SOLUTION

a) The energy of the mixture of ideal gases is the sum of energies of the two gases (since we assume no interaction between them). Therefore the temperature will not change upon mixing. The pressure also remains unchanged. The entropy of the mixture is simply the sum of the entropies of each gas (as if there is no other gas) in the total volume. We may write the total entropy S , as

(1)

where N1 and N2 are the number of molecules of each gas in the mixture. V is the total volume of the mixture (V = V1 + V2). The entropy of the gases before they are allowed to mix is

(2)

Therefore, the change in entropy, ∆S, is given by

(3)

In our case V1 = V2 = V/2, and

So, (3) becomes

(4)

In conventional units we find

(5)

The entropy increased as it should because the process is clearly irreversible.

b) If the gases are the same, then the entropy after mixing is given by

(6)

and so ∆S. In the case of identical gases, reversing the process only requires the reinsertion of the partition, whereas in the case where two dissimilar gases are mixed, some additional work has to be done to separate them again.

c) The same arguments as in (a) apply for a mixture of two isotopes,16O and 18O. The Gibbs free energy can be written in the form

(7)

where μ01 and μ02 are the chemical potentials of pure isotopes. Therefore, the potential (7) has the same form as in the mixture of two different gases, and there is no correction to the result of (a). This is true as long as (7) can be written in this form, and it holds even after including quantum corrections to the order of h2.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.