Mélanger 4 kg d'eau à 80 °C et 6 kg d'eau à 20 °C.

Le problème combine deux portions d'eau de températures différentes : 4 kg à 80 °C et 6 kg à 20 °C. Il est nécessaire de déterminer le changement d’entropie au cours du processus de mélange.

Pour résoudre ce problème, nous utilisons la formule de changement d'entropie : ΔS = Send - First,

où ΔS est le changement d'entropie, Skon est l'entropie de l'état final du système, Snach est l'entropie de l'état initial du système.

?ntropie peut être calculée à l'aide de la formule : S = Cpln(T) + Const,

où C est la capacité thermique de la substance, T est la température en Kelvin, Const est une constante.

Pour chaque portion d’eau, on trouve son entropie :

• pour 4 kg d'eau à 80 °C : S1 = 4 * 4184 * ln(80+273) + Const = 4 * 4184 * ln(353) + Const ;
• pour 6 kg d'eau à 20 °C : S2 = 6 * 4184 * ln(20+273) + Const = 6 * 4184 * ln(293) + Const.

Lorsque l’eau est mélangée, la température s’équilibre jusqu’à un état d’équilibre. Dans ce cas, la quantité de chaleur transférée d'une partie plus chaude à une partie plus froide peut être calculée à l'aide de la formule : Q = m1 * C1 * (Tcon - Tav),

où Q est la quantité de chaleur, m1 est la masse d'une partie d'eau plus chaude, C1 est la capacité thermique de l'eau, Tkon est la température finale de l'état d'équilibre, Tav est la température moyenne des parties initiales de l'eau.

La température moyenne des portions initiales d'eau peut être calculée à l'aide de la formule : Tav = (m1 * T1 + m2 * T2) / (m1 + m2),

où m2 est la masse d’une portion d’eau plus froide, T1 et T2 sont les températures des portions d’eau initiales.

Ainsi, en mélangeant 4 kg d’eau à 80 °C et 6 kg d’eau à 20 °C on obtient :

• température moyenne des premières portions d'eau : Tav = (4 * 80 + 6 * 20) / (4 + 6) = 44 °C ;
• la quantité de chaleur transférée d'une partie plus chaude à une partie plus froide : Q = 4 * 4184 * (44 - 80) = -600448 J.

Le changement d'entropie peut être calculé comme la différence entre l'entropie des états final et initial : ΔS = Sfin - Initial = (S1 + S2) - Sinit = 4 * 4184 * ln(353) + 6 * 4184 * ln(293 ) + Const - (4 * 4184 * ln(80+273) + 6 * 4184 * ln(20+273) + Const) = -0,0107 J/K.

Ainsi, en mélangeant 4 kg d’eau à 80 °C et 6 kg d’eau à 20 °C, la variation d’entropie est de -0,0107 J/K.

Description du produit : Produit numérique "Résoudre le problème du mélange d'eau de différentes températures"

Si vous recherchez une solution de haute qualité au problème du mélange d'eau de différentes températures, alors notre produit numérique est idéal pour vous ! Il contient une description détaillée des conditions du problème, des formules et des lois utilisées, ainsi que de la dérivation de la formule de calcul et de la réponse.

La tâche est la suivante : mélanger 4 kg d’eau à 80 °C et 6 kg d’eau à 20 °C. Notre produit numérique vous aidera à déterminer le changement d'entropie pendant le processus de mélange.

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Ce produit numérique est une solution détaillée au problème du mélange d'eau de différentes températures. Le problème combine deux portions d'eau de températures différentes : 4 kg à 80 °C et 6 kg à 20 °C, et il est nécessaire de déterminer le changement d'entropie au cours du processus de mélange.

Pour résoudre le problème, la formule du changement d'entropie est utilisée : ΔS = Skon - Initial, où ΔS est le changement d'entropie, Skon est l'entropie de l'état final du système, Initial est l'entropie de l'état initial du système .

Pour chaque portion d'eau, son entropie est trouvée à l'aide de la formule : S = Cpln(T) + Const, où C est la capacité thermique de la substance, T est la température en Kelvin, Const est une constante.

Lors du mélange de l'eau, la température s'égalise jusqu'à un état d'équilibre et la quantité de chaleur transférée d'une partie la plus chaude à une partie plus froide peut être calculée à l'aide de la formule : Q = m1 * C1 * (Tcon - Tav), où Q est la quantité de chaleur, m1 est la masse de la portion d'eau la plus chaude, C1 est la capacité calorifique de l'eau, Tkon est la température finale de l'état d'équilibre, Tav est la température moyenne des portions initiales d'eau.

La température moyenne des portions initiales d'eau peut être calculée à l'aide de la formule : Tav = (m1 * T1 + m2 * T2) / (m1 + m2), où m2 est la masse de la portion d'eau la plus froide, T1 et T2 sont les températures des premières portions d'eau.

Le changement d'entropie peut être calculé comme la différence entre l'entropie des états final et initial : ΔS = Sfin - Initial = (S1 + S2) - Sinit, où S1 et S2 sont les entropies des états initiaux de deux portions d'eau .

Le produit numérique est présenté dans un beau format HTML, contenant une description détaillée des conditions du problème, des formules et des lois utilisées, ainsi que le résultat de la formule de calcul et la réponse. Cela vous aidera à résoudre le problème rapidement et avec précision et à obtenir la réponse dont vous avez besoin.

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Ce produit n'est pas un objet physique, mais plutôt un service sous la forme d'une solution à un problème dans le domaine de la thermodynamique.

Le problème décrit le processus de mélange de deux portions d’eau de températures différentes. Pour résoudre le problème, il faut utiliser les lois de la thermodynamique, à savoir la première loi de la thermodynamique et la loi de conservation de l'énergie.

La première étape consiste à déterminer la variation de l’énergie interne du système, qui dans ce cas est un mélange d’eau à une nouvelle température. Pour ce faire, il est nécessaire de calculer la quantité de chaleur transférée d’une partie d’eau chaude à une partie d’eau froide.

L'étape suivante consiste à déterminer le changement d'entropie du système. Pour ce faire, il est nécessaire d'utiliser la formule de variation d'entropie en fonction de la variation de l'énergie interne et de la température.

Après avoir calculé le changement d’entropie, vous pouvez obtenir la réponse au problème. Si vous avez des questions sur la résolution d'un problème, vous pouvez demander l'aide de l'auteur du problème ou d'autres spécialistes dans le domaine de la thermodynamique.

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