Как изменится энтропия при осуществлении процесса испарения 5 литров воды при 100°C?

Evgenyevich

66

Чтобы рассчитать, как изменится энтропия при осуществлении процесса испарения 5 литров воды при 100°C, мы можем использовать формулу:

\[\Delta S = \frac{{Q}}{{T}}\]

где \(\Delta S\) - изменение энтропии, \(Q\) - тепловой поток, получаемый или теряемый в процессе, и \(T\) - температура в кельвинах.

Сначала нам нужно рассчитать количество теплоты, которое требуется для перевода 5 литров воды при 100°C в пар. Для этого нам понадобится информация о теплоте парообразования воды.

Теплота парообразования воды при 100°C составляет примерно 40,7 кДж/моль. Один литр воды составляет приблизительно 55,5 моль, поэтому общее количество теплоты, требуемое для парообразования 5 литров воды, можно рассчитать следующим образом:

\[
Q = m \cdot \Delta H
\]

где \(m\) - масса вещества и \(\Delta H\) - теплота парообразования.

Масса 5 литров воды можно рассчитать, зная плотность воды при данной температуре. Плотность воды при 100°C составляет около 958 кг/м³. Таким образом, массу 5 литров воды можно найти следующим образом:

\[
m = V \cdot \rho = 5 \, \text{{л}} \cdot 0,958 \, \text{{кг}}/\text{{л}} = 4,79 \, \text{{кг}}
\]

Теперь мы можем рассчитать общее количество теплоты, требуемое для испарения 5 литров воды:

\[
Q = 4,79 \, \text{{кг}} \cdot 40,7 \, \text{{кДж/моль}} = 194,1533 \, \text{{кДж}}
\]

Теперь, когда у нас есть значение теплоты, мы можем подставить его в формулу изменения энтропии:

\[
\Delta S = \frac{{Q}}{{T}}
\]

Температуру в кельвинах можно найти, добавив 273,15 к температуре в градусах Цельсия:

\[
T = 100°C + 273,15 = 373,15 \, \text{{K}}
\]

Теперь мы можем рассчитать изменение энтропии:

\[
\Delta S = \frac{{194,1533 \, \text{{кДж}}}}{{373,15 \, \text{{K}}}} = 0,5201 \, \text{{кДж/К}}
\]

Таким образом, изменение энтропии при испарении 5 литров воды при 100°C составляет приблизительно 0,5201 кДж/К.