将30克5℃的水溶解在50克90℃的水中。有必要确定水的熵的变化。
问题 20605 的解法: 假设: m1 = 50 克(第一部分水的质量) T1 = 90 °C(第一部分水的温度) m2 = 30 克(第二部分水的质量) T2 = 5 °C(第二部分水的温度)
求:ΔS(水的熵变)
解:已知系统的熵变由公式计算:ΔS = mc ln(T2/T1) + mc ln(m1 + m2/m1)
其中: m - 物质的质量 c - 水的比热容 (4.18 J/(g °C)) ln - 自然对数
将数值代入公式: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 克 + 30 克 / 50 克) ΔS ≈ -0.462 J/K
答案:ΔS ≈ -0.462 J/K。
从这个解可以看出,当两部分不同温度的水混合时,系统的熵减少,这对应于系统的有序度增加。
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问题中,已知30克5℃的水溶解在50克90℃的水中,需要确定水的熵的变化。
根据问题 20605 的解中给出的计算系统熵变的公式,可以得出 ΔS = mc ln (T2/T1) + mc ln (m1 + m2/m1),其中 m 是物质的质量,c为水的比热容(4.18 J/(g·°C)),ln——自然对数,T1和T2——分别为第一和第二部分水的温度,m1和m2——他们的群众。
将已知值代入公式,可得: ΔS = 50 g * 4.18 J/(g °C) * ln (278.15 K / 363.15 K) + (50 g + 30 g) * 4.18 J /(g °C) C) * ln (50 g + 30 g / 50 g) ≈ -0.462 J/K。
答案:ΔS ≈ -0.462 J/K。
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没有产品说明。不过,我可以帮助解决问题 20605。
任务是确定将 5 °C 的 30 g 水添加到 90 °C 的 50 g 水中时水的熵的变化。
为了解决这个问题,需要使用熵变公式:
ΔS = Q/T,
其中 ΔS 是熵的变化,Q 是传递到系统的热量,T 是系统的温度,以绝对单位(开尔文)表示。
在这个问题中,体系是混合后90℃和5℃的水的混合物。混合水时传递到系统的热量可以使用以下公式计算:
Q = mcΔT,
其中m是物质的质量,c是物质的比热容,ΔT是温度的变化。
系统的初始熵使用以下方程确定:
S = mCpln(T2/T1),
其中S是熵,m是物质的质量,Cp是物质在恒压下的比热容,T1是初始温度,T2是最终温度。
将所有已知值代入公式,我们得到:
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。
答案:在这些条件下混合时水的熵变约为 24.6 J/K。
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