30 g di acqua a 5°C sono stati versati in 50 g di acqua a 90°C. Definizione

30 grammi di acqua a 5°C sono stati sciolti in 50 grammi di acqua alla temperatura di 90°C. È necessario determinare la variazione dell'entropia dell'acqua.

Soluzione problema 20605: Dati: m1 = 50 grammi (massa della prima porzione d'acqua) T1 = 90 °C (temperatura della prima porzione d'acqua) m2 = 30 grammi (massa della seconda porzione d'acqua) T2 = 5 °C (temperatura della seconda porzione d'acqua)

Trova: ΔS (variazione di entropia dell'acqua)

Soluzione: È noto che la variazione di entropia del sistema si calcola con la formula: ΔS = mc ln (T2/T1) + mc ln (m1 + m2/m1)

dove: m - massa della sostanza c - capacità termica specifica dell'acqua (4,18 J/(g °C)) ln - logaritmo naturale

Sostituisci i valori nella formula: ΔS = 50 g * 4,18 J/(g °C) * ln (278,15 K / 363,15 K) + (50 g + 30 g) * 4,18 J/(g ·°C) * ln (50 g + 30 g / 50 g) ΔS ≈ -0,462 J/K

Risposta: ΔS ≈ -0,462 J/K.

Da questa soluzione segue che quando si mescolano due porzioni di acqua con temperature diverse, l'entropia del sistema diminuisce, il che corrisponde ad un aumento dell'ordine nel sistema.

Descrizione del prodotto digitale

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30 grammi di acqua a 5°C sono stati sciolti in 50 grammi di acqua alla temperatura di 90°C. È necessario determinare la variazione dell'entropia dell'acqua.

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Nel problema è noto che 30 g di acqua a 5 °C sono disciolti in 50 g di acqua a 90 °C ed è necessario determinare la variazione dell'entropia dell'acqua.

Dalla formula per calcolare la variazione di entropia del sistema, fornita nella soluzione del problema 20605, segue che ΔS = mc ln (T2/T1) + mc ln (m1 + m2/m1), dove m è il massa della sostanza, c è la capacità termica specifica dell'acqua ( 4,18 J/(g·°C)), ln - logaritmo naturale, T1 e T2 - temperature della prima e della seconda porzione di acqua, rispettivamente, m1 e m2 - le loro masse.

Sostituendo nella formula i valori noti, otteniamo: ΔS = 50 g * 4,18 J/(g °C) * ln (278,15 K / 363,15 K) + (50 g + 30 g) * 4,18 J /(g ° C) * ln (50 g + 30 g / 50 g) ≈ -0,462 J/K.

Risposta: ΔS ≈ -0,462 J/K.

Pertanto, questo prodotto digitale può fornire calcoli utilizzando formule e leggi della termodinamica, che possono aiutare a risolvere tali problemi in modo rapido ed efficiente. Se hai domande sulla risoluzione di un problema, non esitare a chiedere aiuto.

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Non c'è descrizione del prodotto. Tuttavia, posso aiutare con il problema 20605.

Il compito è determinare la variazione dell'entropia dell'acqua quando si aggiungono 30 g di acqua a 5 °C a 50 g di acqua a 90 °C.

Per risolvere il problema è necessario utilizzare la formula della variazione di entropia:

∆S = Q/T,

dove ΔS è la variazione di entropia, Q è la quantità termica trasferita al sistema, T è la temperatura del sistema in unità assolute (Kelvin).

In questo problema, il sistema è una miscela di acqua a 90°C e 5°C dopo la miscelazione. La quantità termica ceduta al sistema quando l'acqua viene miscelata può essere trovata utilizzando la formula:

Q = mcΔT,

dove m è la massa della sostanza, c è il calore specifico della sostanza, ΔT è la variazione di temperatura.

L'entropia iniziale del sistema è determinata utilizzando l'equazione:

S = mCpln(T2/T1),

dove S è l'entropia, m è la massa della sostanza, Cp è il calore specifico della sostanza a pressione costante, T1 è la temperatura iniziale, T2 è la temperatura finale.

Sostituendo tutti i valori noti nelle formule, otteniamo:

Q = (50 g + 30 g) * 4,18 J/(g*°C) * (90 °C - 5 °C) = 11.970 J,

T = (90 °C + 273,15) K = 363,15 K,

ΔS1 = 50 g * 4,18 J/(g*°C) * ln(363,15 K/363,15 K) = 0 J/K,

ΔS2 = 30 g * 4,18 J/(g*°C) * ln(363,15 K/278,15 K) ≈ 24,6 J/K,

ΔS = ΔS1 + ΔS2 = 24,6 J/К.

Risposta: La variazione di entropia dell'acqua miscelata in queste condizioni è di circa 24,6 J/K.

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