1. Tính số mol của mỗi khí:

• Nito (N₂): Khối lượng mol của N₂ là 28 g/mol. Ta có 28 g N₂, vậy số mol N₂ là n(N₂) = 28 g / 28 g/mol = 1 mol.
• Oxi (O₂): Khối lượng mol của O₂ là 32 g/mol. Ta có 32 g O₂, vậy số mol O₂ là n(O₂) = 32 g / 32 g/mol = 1 mol.

2. Tính phân số mol của mỗi khí sau khi khuếch tán:

Vì hai buồng có thể tích bằng nhau và số mol mỗi khí là 1 mol, sau khi bỏ vách ngăn, tổng số mol khí là 1 mol + 1 mol = 2 mol.

• Phân số mol của N₂: x(N₂) = n(N₂) / (n(N₂) + n(O₂)) = 1 mol / 2 mol = 0.5
• Phân số mol của O₂: x(O₂) = n(O₂) / (n(N₂) + n(O₂)) = 1 mol / 2 mol = 0.5

3. Tính biến thiên entropy cho mỗi khí:

Công thức tính biến thiên entropy do trộn lẫn các khí lý tưởng là:

ΔS = -n * R * ln(x)

Trong đó:

• ΔS là biến thiên entropy.

• n là số mol của khí.

• R là hằng số khí lý tưởng (R ≈ 8.314 J/K.mol).

• x là phân số mol của khí sau khi trộn.

• Biến thiên entropy của N₂: ΔS(N₂) = -1 mol * 8.314 J/K.mol * ln(0.5) ≈ 5.76 J/K

• Biến thiên entropy của O₂: ΔS(O₂) = -1 mol * 8.314 J/K.mol * ln(0.5) ≈ 5.76 J/K

4. Tính tổng biến thiên entropy:

Tổng biến thiên entropy của hệ thống là tổng biến thiên entropy của mỗi khí:

ΔS(tổng) = ΔS(N₂) + ΔS(O₂) ≈ 5.76 J/K + 5.76 J/K ≈ 11.52 J/K

Lưu ý: Đáp số trong sách là 11.51 J/K.mol, có thể có sự khác biệt nhỏ do làm tròn số trong quá trình tính toán. Tuy nhiên, kết quả của chúng ta rất gần với đáp số trong sách.