Какое изменение энтропии произошло при смешении 50 г горячей воды при 90°С с 30 г холодной воды при 5°С?

Svetlyy_Angel

30

Для решения данной задачи нам необходимо использовать формулу изменения энтропии. Формула для изменения энтропии в данном случае выглядит следующим образом:

$\mathrm{\Delta }S=m_1\cdot c\cdot \ln (\frac{T_2}{T_1})+m_2\cdot c\cdot \ln (\frac{T_2}{T_1})$

Где:
$\mathrm{\Delta }S$ - изменение энтропии
$m_1$ - масса первого вещества (горячей воды)
$m_2$ - масса второго вещества (холодной воды)
$c$ - удельная теплоемкость воды
$T_1$ - начальная температура
$T_2$ - конечная температура

Давайте подставим известные значения в формулу:

$m_1=50г$
$m_2=30г$
$c=4.18Дж/(г\cdot С)$
$T_1=90С$
$T_2=5С$

Подставляя значения в формулу, мы получаем:

$\mathrm{\Delta }S=50\cdot 4.18\cdot \ln (\frac{5}{90})+30\cdot 4.18\cdot \ln (\frac{5}{90})$

Выполним вычисления:

$\mathrm{\Delta }S=-92.82Дж/К$

Итак, изменение энтропии при смешении горячей и холодной воды составляет -92.82 Дж/К. Значение отрицательное, что означает уменьшение энтропии. Такое изменение энтропии связано с тем, что при смешении горячей и холодной воды происходит переход от более беспорядочного состояния (горячая вода) к более упорядоченному состоянию (холодная вода).