80℃の水4kgと20℃の水6kgを混合します。

この問題では、温度の異なる 2 つの水を組み合わせます: 80 °C で 4 kg、20 °C で 6 kg。混合プロセス中のエントロピーの変化を決定する必要があります。

この問題を解決するには、エントロピー変化の公式を使用します。 ΔS = 送信 - まず、

ここで、ΔS はエントロピーの変化、Skon はシステムの最終状態のエントロピー、Snach はシステムの初期状態のエントロピーです。

?ntropy は次の式を使用して計算できます: S = Cpln(T) + Const、

ここで、C は物質の熱容量、T はケルビン単位の温度、Const は定数です。

水の各部分について、そのエントロピーを求めます。

• 80 °C の水 4 kg の場合: S1 = 4 * 4184 * ln(80+273) + Const = 4 * 4184 * ln(353) + Const;
• 20 °C の水 6 kg の場合: S2 = 6 * 4184 * ln(20+273) + Const = 6 * 4184 * ln(293) + Const。

水を混合すると温度は平衡状態になります。この場合、高温部分から低温部分へ伝達される熱量は、次の式を使用して計算できます。Q = m1 * C1 * (Tcon - Tav)、

ここで、Q は熱量、m1 は水のより熱い部分の質量、C1 は水の熱容量、Tkon は平衡状態の最終温度、Tav は水の初期部分の平均温度です。

水の初期部分の平均温度は、次の式を使用して計算できます: Tav = (m1 * T1 + m2 * T2) / (m1 + m2)、

ここで、m2 は水の冷たい部分の質量、T1 と T2 は水の最初の部分の温度です。

したがって、80 °C の 4 kg の水と 20 °C の 6 kg の水を混合すると、次のようになります。

• 水の初期部分の平均温度: Tav = (4 * 80 + 6 * 20) / (4 + 6) = 44 °C;
• より熱い部分からより冷たい部分に伝達される熱量: Q = 4 * 4184 * (44 - 80) = -600448 J。

エントロピーの変化は、最終状態と初期状態のエントロピーの差として計算できます。 ΔS = Sfin - Initial = (S1 + S2) - Sinit = 4 * 4184 * ln(353) + 6 * 4184 * ln(293) ) + 定数 - (4 * 4184 * ln(80+273) + 6 * 4184 * ln(20+273) + 定数) = -0.0107 J/K。

したがって、80 °C の 4 kg の水と 20 °C の 6 kg の水を混合すると、エントロピーの変化は -0.0107 J/K になります。

商品説明：デジタルプロダクト「温度の異なる水を混ぜる問題を解決」

異なる温度の水を混合する問題に対する高品質なソリューションをお探しなら、当社のデジタル製品が最適です。問題の条件や使用する公式・法則、計算式と答えの導出まで詳しく解説しています。

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このデジタル製品は、異なる温度の水を混合する問題に対する詳細な解決策です。この問題では、80 °C の 4 kg と 20 °C の 6 kg という異なる温度の 2 つの水を混合し、それらを混合する過程でのエントロピーの変化を求める必要があります。

この問題を解決するには、エントロピー変化の公式が使用されます: ΔS = Skon - Initial、ここで ΔS はエントロピーの変化、Skon はシステムの最終状態のエントロピー、Initial はシステムの初期状態のエントロピー。

水の各部分について、そのエントロピーは次の式を使用して求められます: S = Cpln(T) + Const。ここで、C は物質の熱容量、T はケルビン単位の温度、Const は定数です。

水を混合すると、温度は平衡状態になり、熱い部分から冷たい部分へ移動する熱量は、次の式を使用して計算できます。Q = m1 * C1 * (Tcon - Tav) (Q は量)熱量、m1 は水のより熱い部分の質量、C1 は水の熱容量、Tkon は平衡状態の最終温度、Tav は水の初期部分の平均温度です。

水の初期部分の平均温度は、次の式を使用して計算できます: Tav = (m1 * T1 + m2 * T2) / (m1 + m2)。ここで、m2 は水の冷たい部分の質量、T1 と T2 は次のとおりです。水の最初の部分の温度。

エントロピーの変化は、最終状態と初期状態のエントロピーの差として計算できます。 ΔS = Sfin - 初期 = (S1 + S2) - Sinit、ここで、S1 と S2 は、水の 2 つの部分の初期状態のエントロピーです。 。

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この製品は物理的な物品ではなく、熱力学分野の問題に対する解決策を提供するという形のサービスです。

この問題は、温度の異なる 2 つの部分の水を混合するプロセスを説明しています。この問題を解決するには、熱力学の法則、すなわち熱力学第一法則とエネルギー保存則を利用する必要があります。

最初のステップは、システムの内部エネルギーの変化を測定することです。この場合、それは新しい温度の水の混合物です。これを行うには、水の熱い部分から水の冷たい部分に伝達される熱量を計算する必要があります。

次のステップは、システムのエントロピーの変化を決定することです。これを行うには、内部エネルギーと温度の変化に応じたエントロピーの変化の公式を使用する必要があります。

エントロピーの変化を計算すると、問題の答えが得られます。問題の解決について質問がある場合は、問題の作成者または熱力学の分野の他の専門家に助けを求めることができます。

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