Question

Кусок льда массой m=200 г, взятый при температуре t1= - 10С, был нагрет до температуры t2=0С и расплавлен, после чего образовавшаяся вода была нагрета до температуры t=10 0С. Определить изменение энтропии в ходе указанных процессов.

Answer 1

Дано:
m = 0.2 кг
t1 = -10°C = 263,15 K
t2 = 0°C = 273,15 K
t = 100°C = 373,15 K
L (удельная теплота плавления льда) ≈ 334 кДж/кг
c (удельная теплоемкость воды) ≈ 4186 Дж/(кг·K)

1. Расчет изменения энтропии на каждом этапе:
a) Нагревание льда от -10°C до 0°C:
ΔS1 = m * L / t1 = 0.2 * 334 / 263.15 ≈ 0.254 кДж/К
b) Плавление льда при 0°C:
ΔS2 = m * L / t2 = 0.2 * 334 / 273.15 ≈ 0.243 кДж/К
c) Нагревание воды от 0°C до 100°C:
ΔS3 = m * c * ln(t) - m * c * ln(t2) = 0.2 * 4186 * ln(373.15) - 0.2 * 4186 * ln(273.15) ≈ 0.356 кДж/К

2. Суммирование значений:
ΔS_total = ΔS1 + ΔS2 + ΔS3 ≈ 0.254 + 0.243 + 0.356 ≈ 0.853 кДж/К

Ответ: Изменение энтропии в ходе указанных процессов составляет примерно 0.853 кДж/К.