Question

Xác định nhiệt cân bằng nhiệt và biến thiên entropy khi trộn 1g nước ở 0 độ C và 10g nước ở 100 độ C. Cho biết nhiệt nóng chảy của đá bằng 334,4 J/g và nhiệt dung diêng của nước bằng 4,18 J/g.k

 

Answer 1

Gọi T (K) là nhiệt độ của hệ sau khi trộn. Giả sử hệ là cô lập.

Ta có phương trình:

Nhiệt lượng tỏa ra  =  Nhiệt lượng thu vào

\(Q_{tỏa}=Q_{thu}\) hay \(Q_3=Q_1+Q_2\)

\(\Leftrightarrow\) - 10.4,18.(T - 373) =  334,4 + 1.4,18.(T - 273)

\(\Rightarrow\)   T = 356,64­ (K)

\(\begin{matrix}1gH_2O\left(r\right)\\273k\end{matrix}\)------------->\(\begin{matrix}1gH_2O\left(l\right)\\273k\end{matrix}\)---------------->\(\begin{matrix}1gH_2O\left(l\right)\\T\left(K\right)\end{matrix}\)<-----------------\(\begin{matrix}10gH_2O\left(l\right)\\373k\end{matrix}\)

                      \(\Delta S_1\)                                  \(\Delta S_2\)                                  \(\Delta S_3\)

          Biến thiên entropy của hệ:        

\(\Delta S=\Delta S_1+\Delta S_2+\Delta S_3\)

Với:     \(\Delta S_1=\frac{\lambda_{nc}}{T_{nc}}=\frac{334,4}{273}=1,225\left(J\text{/}K\right)\)

\(\Delta S_2=1.\int\limits^{356,64}_{273}4,18.\frac{dT}{T}=1,117\left(J\text{/}K\right)\)

\(\Delta S_3=10.\int\limits^{356,64}_{373}4,18\frac{dT}{T}=-1,875\left(J\text{/}K\right)\)

\(\Delta S=0,467\left(J\text{/}K\right)\)