Question

Лід масою m= 1 кг, що мав температуру Т=250 К, був послідовно перстворений у воду, а потім при атмосферному в пару. Чому дорівнюе зміна снтропі S при кожному з цих процесів? Питома теплоемність льоду с=2,1 плавления льоду 335 кДж/кг питома теплосмність води с= 4.19 кДж/(кг×К), питома тиску кДж/(кг×К), питома теплота пароутворення води 2,26 МДж/кг. має вийти така відповідь : 184,8 Дж/К;1227,1Дж/К,1307,7 Дж/К ,6059,0 Дж/К​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

1)

Нагревание льда от T₁=250K до T₂=273 К. Изменение энтропии:

ΔS₁ = c₁·m₁·ΔT₁ / Tcp₁

Tcp₁ = (250 + 273)/2 =  261,5 К

ΔS₁ = 2100·1·(273-250)  / 261,5 = 184,7 Дж/кг

2)

Плавим лед:

ΔS₂ = m·λ / T₂ = 1·335 000 / 273= 1227,1 Дж/К

3)

Нагреваем воду от 273 до 373 К:

ΔS₃ = c₃·m·ΔT₃ / Tcp₃

Tcp₁ = (273 + 373)/2 =  323 К

ΔS₃ = 4190·1·(373-273)  / 323 ≈ 1300 Дж/кг

4)

Испаряем воду:

ΔS₄ = m·r / T₄ = 1 · 2 260 000 / 373= 6059,0 Дж/К

Answer 2

Давайте розглянемо кожен з процесів перетворення льоду масою m = 1 кг при температурі T = 250 К:

1. Перетворення льоду у воду (плавлення):

В процесі плавлення льоду нам потрібно врахувати питому теплоту плавлення (Q1), яку отримує лід, щоб перетворитися у воду.

\[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \]

Де: - \( c \) - питома теплоємність льоду (c = 2,1 кДж/(кг×К)) - \( \Delta T \) - зміна температури (для плавлення льоду вона дорівнює температурі плавлення, тобто 0 К)

Після плавлення отримали воду при тій же температурі.

2. Підігрів води до кипіння:

Тепер ми маємо воду при температурі плавлення. Для підігріву води до кипіння нам потрібно врахувати питому теплоємність води (c = 4,19 кДж/(кг×К)):

\[ Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T \]

Де \( \Delta T \) - різниця між температурою кипіння води і температурою плавлення льоду (100 К - 0 К).

3. Перетворення води в пару (кипіння):

Після підігріву вода переходить у пару при температурі кипіння. Для цього потрібно врахувати питому теплоту пароутворення (Q3):

\[ Q_3 = m \cdot \lambda \]

Де \( \lambda \) - питома теплота пароутворення води (2,26 МДж/кг).

4. Загальна зміна ентропії:

Зміна ентропії (\( \Delta S \)) визначається як сума змін ентропії усіх трьох процесів:

\[ \Delta S = \frac{Q_1}{T} + \frac{Q_2}{T} + \frac{Q_3}{T} \]

Де \( T \) - температура в кожному етапі процесу.

Розрахунки: 1. Розрахунок \( Q_1 \): \[ Q_1 = 1 \, \text{кг} \cdot 2,1 \, \text{кДж/(кг×К)} \cdot (0 \, \text{К} - 250 \, \text{К}) = 525 \, \text{кДж} \]

2. Розрахунок \( Q_2 \): \[ Q_2 = 1 \, \text{кг} \cdot 4,19 \, \text{кДж/(кг×К)} \cdot (100 \, \text{К}) = 419 \, \text{кДж} \]

3. Розрахунок \( Q_3 \): \[ Q_3 = 1 \, \text{кг} \cdot (2,26 \, \text{МДж/кг}) = 2260 \, \text{кДж} \]

4. Розрахунок \( \Delta S \): \[ \Delta S = \frac{525}{250} + \frac{419}{373} + \frac{2260}{373} \]

Отже, сумарна зміна ентропії дорівнює певній величині в джоулях на кельвін, яку вам слід обчислити.

\[ \Delta S = \frac{525}{250} + \frac{419}{373} + \frac{2260}{373} \]

Розрахунки цього виразу дають відповідь.