5°C의 물 30g을 90°C의 물 50g에 부었습니다. 정의

5°C의 물 30g을 90°C의 물 50g에 용해했습니다. 물의 엔트로피 변화를 결정하는 것이 필요합니다.

문제 20605에 대한 해결책: 주어진 값: m1 = 50g(첫 번째 물 부분의 질량) T1 = 90°C(첫 번째 물 부분의 온도) m2 = 30g(두 번째 물 부분의 질량) T2 = 5 °C(물의 두 번째 부분의 온도)

찾기: ΔS(물의 엔트로피 변화)

해결책: 시스템의 엔트로피 변화는 다음 공식으로 계산되는 것으로 알려져 있습니다. ΔS = mc ln (T2/T1) + mc ln (m1 + m2/m1)

여기서: m - 물질의 질량 c - 물의 비열 용량(4.18 J/(g °C)) ln - 자연 로그

값을 공식에 ​​대입합니다: ΔS = 50g * 4.18 J/(g °C) * ln (278.15 K / 363.15 K) + (50 g + 30 g) * 4.18 J/(g ·°C) * ln(50g + 30g / 50g) ΔS ≒ -0.462 J/K

답: ΔS ≒ -0.462 J/K.

이 해법에 따르면 온도가 다른 두 부분의 물이 혼합되면 시스템의 엔트로피가 감소하며 이는 시스템의 순서가 증가하는 것과 같습니다.

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문제에서는 5°C의 물 30g이 90°C의 물 50g에 용해된 것으로 알려져 있으며, 물의 엔트로피 변화를 구해야 합니다.

문제 20605에 대한 풀이에서 주어진 시스템의 엔트로피 변화를 계산하는 공식으로부터 ΔS = mc ln (T2/T1) + mc ln (m1 + m2/m1)이 됩니다. 여기서 m은 물질의 질량, c는 물의 비열 용량(4.18 J/(g·°C)), ln - 자연 로그, T1 및 T2 - 물의 첫 번째 부분과 두 번째 부분의 온도, 각각 m1 및 m2 - 그들의 대중.

알려진 값을 공식에 ​​대입하면 다음과 같이 됩니다. ΔS = 50g * 4.18 J/(g °C) * ln (278.15 K / 363.15 K) + (50 g + 30 g) * 4.18 J /(g ° C) * ln(50g + 30g / 50g) ≒ -0.462 J/K.

답: ΔS ≒ -0.462 J/K.

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5°C의 물 30g을 90°C의 물 50g에 첨가할 때 물의 엔트로피 변화를 확인하는 것이 과제입니다.

문제를 해결하려면 엔트로피 변화 공식을 사용해야 합니다.

ΔS = Q/T,

여기서 ΔS는 엔트로피 변화이고, Q는 시스템으로 전달된 열량이며, T는 절대 단위(Kelvins)로 표시한 시스템 온도입니다.

이 문제에서 시스템은 혼합 후 90°C와 5°C의 물이 혼합된 상태입니다. 물이 혼합될 때 시스템으로 전달되는 열량은 다음 공식을 사용하여 확인할 수 있습니다.

Q = mcΔT,

여기서 m은 물질의 질량, c는 물질의 비열 용량, ΔT는 온도 변화입니다.

시스템의 초기 엔트로피는 다음 방정식을 사용하여 결정됩니다.

S = mCpln(T2/T1),

여기서 S는 엔트로피, m은 물질의 질량, Cp는 일정한 압력에서 물질의 비열 용량, T1은 초기 온도, T2는 최종 온도입니다.

알려진 모든 값을 공식에 ​​대입하면 다음을 얻습니다.

Q = (50g + 30g) * 4.18J/(g*°C) * (90°C - 5°C) = 11,970J,

T = (90°C + 273.15) K = 363.15 K,

ΔS1 = 50g * 4.18J/(g*°C) * ln(363.15K/363.15K) = 0J/K,

ΔS2 = 30g * 4.18J/(g*°C) * ln(363.15K/278.15K) ≒ 24.6J/K,

ΔS = ΔS1 + ΔS2 = 24.6J/К.

답: 이러한 조건에서 혼합될 때 물의 엔트로피 변화는 약 24.6 J/K입니다.

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