Какое будет изменение энтропии, если 100 г льда при температуре -10° С превратить в воду при температуре

Тема занятия: Изменение энтропии при изменении состояния вещества

Объяснение: Изменение энтропии (ΔS) может быть рассчитано с использованием следующей формулы:

ΔS = Q / T,

где ΔS - изменение энтропии, Q - количество теплоты, переданное или поглощенное системой, T - абсолютная температура.

Для данной задачи мы можем разделить процесс на два этапа: плавление льда при температуре -10°C и нагревание воды при температуре 0°C до 40°C.

1. Первый этап: Плавление льда.
- Чтобы растопить 100 г льда, нам понадобится Q = m * ΔHп, где m - масса вещества, ΔHп - удельная теплота плавления льда.
- ΔHп = 335 кДж/кг = 335 000 Дж/кг.
- Q = (100 г) * (335 000 Дж/кг) = 33 5000 Дж.

2. Второй этап: Нагревание воды.
- Чтобы нагреть 100 г воды, нам понадобится Q = m * c * ΔT, где m - масса вещества, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.
- При нагревании от 0°C до 40°C, ΔT = 40°C - 0°C = 40°C.
- c = 4200 Дж/кг∙к.
- Q = (100 г) * (4200 Дж/кг∙к) * (40°C) = 16 800 000 Дж.

Теперь можем рассчитать общее изменение энтропии:

ΔS = (Q1 + Q2) / T,

где Q1 - количество теплоты, поглощенное при плавлении льда, Q2 - количество теплоты, поглощенное при нагревании воды, T - абсолютная температура.

ΔS = (33 5000 Дж + 16 800 000 Дж) / (40°C + 273,15 К) = 100 000 Дж / 313,15 К ≈ 318,85 Дж/К.

Совет: Чтобы лучше понять изменение энтропии и связанные с этим понятия, рекомендуется изучить термодинамику более подробно. Понимание основных законов и принципов термодинамики, а также ознакомление с различными примерами и практическими задачами, поможет вам лучше овладеть этой темой.

Упражнение: Если количество теплоты, поглощенное при плавлении льда, увеличить в два раза, как это повлияет на изменение энтропии?