Каково будет изменение энтропии при достижении равновесной температуры 50 °C у двух одинаковых кусков железа, массой

Тема: Изменение энтропии при достижении равновесной температуры

Инструкция:

Энтропия является физической величиной, характеризующей степень беспорядка или разнородности системы частиц. Изменение энтропии можно определить с использованием формулы:
ΔS = Q/T,

где ΔS - изменение энтропии, Q - количество тепла, полученного или отданного системой, T - абсолютная температура.

В данном случае у нас два куска железа массой 1 кг каждый, находящихся в тепловом контакте и разогревающихся до равновесной температуры 50 °C.

Для расчета изменения энтропии нам нужно знать количество полученного или отданного тепла. Молярная теплоемкость железа равна 25,14 Дж/К, что означает, что для повышения температуры 1 моля железа на 1 градус Цельсия необходимо 25,14 Дж тепла.

В данном случае у нас масса железа 1 кг, поэтому количество тепла, необходимое для повышения температуры этого куска на 1 градус Цельсия, будет равно 25,14 Дж/К * 1000 г = 25140 Дж.

Так как у нас два куска железа, общее количество тепла, необходимое для повышения их температуры на 1 градус Цельсия, составляет 2 * 25140 Дж = 50280 Дж.

Теперь мы можем рассчитать изменение энтропии, используя формулу:
ΔS = Q/T,

где ΔS - изменение энтропии, Q - количество тепла (50280 Дж), T - абсолютная температура (50 °C + 273,15 = 323,15 К).

ΔS = 50280 Дж / 323,15 К = 155,46 Дж/К.

Таким образом, изменение энтропии составляет 155,46 Дж/К при достижении равновесной температуры 50 °C у двух одинаковых кусков железа массой 1 кг каждый, находящихся в тепловом контакте.

Совет:

Для лучшего понимания темы изменения энтропии рекомендуется изучить основные понятия термодинамики, такие как теплоемкость, абсолютная температура и формулы для расчета энтропии.

Проверочное упражнение:

При заданных значениях молярной теплоемкости C и изменении температуры ΔT рассчитайте изменение энтропии ΔS по формуле ΔS = n * C * ΔT, где n - количество вещества в молях. Пусть C = 10 Дж/(моль·К), ΔT = 20 °C, а количество вещества n = 2 моль. Какое будет значение ΔS?