Физическая химия

[Тинаева]

Рассчитать изменение энтропии при добавлении 200 г льда при 273,15 К к

200 г воды при 363,15 К в изолированном сосуде. Энтальпия плавления льда равна 333,46 Дж/г. Молярная теплоемкость воды 75,5 Дж/(Кмоль).

Для чего нам масса воды , если и так уже дана молярная теплоёмкость?

Я запуталась в решении этой задачи. Возможно, этот ход решения неверный. Я думала, что в этой задаче энтропию можно рассчитать как сумму энтропий для каждого обратимого процесса, но процесс то у нас и так обратимый. Каковы будут ваши мнения?)

[M_GM]

Сначала у вас горячая вода и лед - хорошо бы найти суммарную энтропию этих двух состояний

 

Когда все закончится у вас будет 400 г теплой воды при некоторой конечной температуре

Хорошо бы найти эту Тконечную и энтропию этой теплой воды

 

Разница между энтропией конечного состояния и начального даст вам искомое изменение энтропии

Возможен второй подход

Энтропия горячей воды уменьшится при охлаждении до конечной температуры ΔS₁<0

Энтропия льда увеличится за счет плавления и затем при нагревании полученной воды от 0 до Ткон. ΔS₂>0, ΔS₃>0

Сумма всех трех эффектов даст искомое

 

[Тинаева]

Сначала у вас горячая вода и лед - хорошо бы найти суммарную энтропию этих двух состояний

 

Когда все закончится у вас будет 400 г теплой воды при некоторой конечной температуре

Хорошо бы найти эту Тконечную и энтропию этой теплой воды

 

Разница между энтропией конечного состояния и начального даст вам искомое изменение энтропии

Возможен второй подход

Энтропия горячей воды уменьшится при охлаждении до конечной температуры ΔS₁<0

Энтропия льда увеличится за счет плавления и затем при нагревании полученной воды от 0 до Ткон. ΔS₂>0, ΔS₃>0

Сумма всех трех эффектов даст искомое

если рассматривать 2й способ, то не понятен такой момент: какой промежуток интегрирования будет в 3й реакции( нагревание полученной воды)? от Т1 до 363,15? и если да, то что будем интегрировать? у нас даже данных нет

энтропию  плавления льда я нашла по формуле m* Hпл/T, где Т- температура плавления льда

энтропию охлаждения воды- проинтегрировав выражение m* Сp* dT/T в промежутке от 363,15 до T1

Возможно я ошибаюсь

Можете чуть-чуть поподробней объяснить, пожалуйста?

 

Изменено 8 Октября, 2017 в 20:29 пользователем Тинаева

[M_GM]

если рассматривать 2й способ, то не понятен такой момент: какой промежуток интегрирования будет в 3й реакции( нагревание полученной воды)? от Т1 до 363,15?

Ну если вы в горячий чай (90 С) бросите кусок льда - неужели вода этого льда нагреется до 90 С?

А чай охладится до 0 С?

И в кастрюле  будет две воды с разными температурами - охладившийся чай  (до 0 С) и вода льда с 90 С?

У вас холодильник далеко? А то бы проверили экспериментом.

Это как два поезда - шли по одной ветке между А и В навстречу друг другу и умудрились не столкнуться где-то посередке, и прийти по месту назначения

 

и если да, то что будем интегрировать? у нас даже данных нет

А что вы интегрировали для охлаждающейся воды? Лёд, расплавившись, даст ту же воду и теплоемкость ее вам дана

 

энтропию  плавления льда я нашла по формуле m* Hпл/T, где Т- температура плавления льда

и это правильно

 

энтропию охлаждения воды- проинтегрировав выражение m* Сp* dT/T в промежутке от 363,15 до T1

А это зачем лампочки на выключатели умножать? Теплоемкость у вас МОЛЯРНАЯ, а умножаете ее на число граммов?

И Т1 у вас 273 - то есть чай охладился таки до 0 С?

А я уже писал "Когда все закончится, у вас в кастрюле будет 400 г теплой воды при некоторой конечной температуре

Хорошо бы найти эту Тконечную  теплой воды"

Эта Тк и будет пределом интегрирования и для воды льда, которая согреется и для воды горячей, которая охладится.

Чтобы найти используйте закон сохранения энергии - сколько энергии отдаст горячая вода (а это Q=nCp(T2-Tк))

столько получит лед (а это Q=Qпл + nCp(Tк-T1))

Приравниваете и решаете уравнение с одной неизвестной

Изменено 9 Октября, 2017 в 03:01 пользователем M_GM