80°C의 물 4kg과 20°C의 물 6kg을 섞습니다.

이 문제는 서로 다른 온도의 물 두 부분을 결합합니다. 즉, 80°C에서는 4kg, 20°C에서는 6kg입니다. 혼합 과정에서 엔트로피의 변화를 확인하는 것이 필요합니다.

이 문제를 해결하기 위해 엔트로피 변화 공식을 사용합니다. ΔS = Send - First,

여기서 ΔS는 엔트로피 변화, Skon은 시스템 최종 상태의 엔트로피, Snach는 시스템 초기 상태의 엔트로피입니다.

Δntropy는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다. S = Cpln(T) + Const,

여기서 C는 물질의 열용량, T는 켈빈 온도, Const는 상수입니다.

물의 각 부분에 대해 엔트로피를 찾습니다.

• 80°C에서 물 4kg의 경우: S1 = 4 * 4184 * ln(80+273) + Const = 4 * 4184 * ln(353) + Const;
• 20°C에서 물 6kg의 경우: S2 = 6 * 4184 * ln(20+273) + Const = 6 * 4184 * ln(293) + Const.

물이 혼합되면 온도는 평형 상태로 동일해집니다. 이 경우 더 뜨거운 부분에서 더 차가운 부분으로 전달되는 열의 양은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다. Q = m1 * C1 * (Tcon - Tav)

여기서 Q는 열량, m1은 물의 더 뜨거운 부분의 질량, C1은 물의 열용량, Tkon은 평형 상태의 최종 온도, Tav는 물의 초기 부분의 평균 온도입니다.

물의 초기 부분의 평균 온도는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다. Tav = (m1 * T1 + m2 * T2) / (m1 + m2),

여기서 m2는 물의 더 차가운 부분의 질량이고, T1과 T2는 물의 초기 부분의 온도입니다.

따라서 80°C의 물 4kg과 20°C의 물 6kg을 혼합하면 다음과 같은 결과를 얻습니다.

• 물의 초기 부분의 평균 온도: Tav = (4 * 80 + 6 * 20) / (4 + 6) = 44 °C;
• 더 뜨거운 부분에서 더 차가운 부분으로 전달되는 열의 양: Q = 4 * 4184 * (44 - 80) = -600448 J.

엔트로피의 변화는 최종 상태와 초기 상태의 엔트로피 간의 차이로 계산할 수 있습니다. ΔS = Sfin - 초기 = (S1 + S2) - Sinit = 4 * 4184 * ln(353) + 6 * 4184 * ln(293) ) + 상수 - (4 * 4184 * ln(80+273) + 6 * 4184 * ln(20+273) + 상수) = -0.0107 J/K.

따라서 80°C의 물 4kg과 20°C의 물 6kg을 혼합할 때 엔트로피 변화는 -0.0107J/K입니다.

제품 설명 : 디지털 제품 "다른 온도의 물 혼합 문제 해결"

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이 디지털 제품은 서로 다른 온도의 물을 혼합하는 문제에 대한 상세한 솔루션입니다. 이 문제는 온도가 서로 다른 두 부분의 물, 즉 80°C에서 4kg과 20°C에서 6kg을 결합하며, 이를 혼합하는 과정에서 엔트로피의 변화를 결정해야 합니다.

문제를 해결하기 위해 엔트로피 변화 공식이 사용됩니다. ΔS = Skon - 초기, 여기서 ΔS는 엔트로피 변화, Skon은 시스템 최종 상태의 엔트로피, 초기는 시스템 초기 상태의 엔트로피입니다. .

물의 각 부분에 대한 엔트로피는 S = Cpln(T) + Const 공식을 사용하여 구합니다. 여기서 C는 물질의 열용량, T는 켈빈 온도, Const는 상수입니다.

물을 혼합하면 온도가 평형 상태로 동일해지고 더 뜨거운 부분에서 더 차가운 부분으로 전달되는 열의 양은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다. Q = m1 * C1 * (Tcon - Tav), 여기서 Q는 양입니다. m1은 물의 더 뜨거운 부분의 질량, C1은 물의 열용량, Tkon은 평형 상태의 최종 온도, Tav는 물의 초기 부분의 평균 온도입니다.

물의 초기 부분의 평균 온도는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다. Tav = (m1 * T1 + m2 * T2) / (m1 + m2), 여기서 m2는 물의 더 차가운 부분의 질량이고, T1과 T2는 다음과 같습니다. 물의 초기 부분의 온도.

엔트로피의 변화는 최종 상태와 초기 상태의 엔트로피 간의 차이로 계산할 수 있습니다. ΔS = Sfin - 초기 = (S1 + S2) - Sinit, 여기서 S1과 S2는 물의 두 부분에 대한 초기 상태의 엔트로피입니다. .

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이 문제는 온도가 다른 두 부분의 물을 혼합하는 과정을 설명합니다. 이 문제를 해결하려면 열역학 법칙, 즉 열역학 제1법칙과 에너지 보존 법칙을 이용할 필요가 있습니다.

첫 번째 단계는 시스템의 내부 에너지 변화를 결정하는 것입니다. 이 경우에는 새로운 온도의 물 혼합물입니다. 이를 위해서는 물의 뜨거운 부분에서 차가운 부분으로 전달되는 열의 양을 계산해야 합니다.

다음 단계는 시스템의 엔트로피 변화를 결정하는 것입니다. 이를 위해서는 내부 에너지와 온도 변화에 따른 엔트로피 변화 공식을 사용해야 합니다.

엔트로피의 변화를 계산하면 문제의 답을 얻을 수 있습니다. 문제 해결에 대한 질문이 있는 경우 문제 작성자나 열역학 분야의 다른 전문가에게 도움을 요청할 수 있습니다.

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