Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Xác định biến thiên entropi của quá trình trộn 10 gam nước đá ở 0oC với 50 gam nước lỏng ở 40oC trong hệ cô lập

Xác định biến thiên entropi của quá trình trộn 10 gam nước đá ở 0oC với 50 gam nước lỏng ở 40oC trong hệ cô lập. Cho biết nhiệt độ nóng chảy của nước đá bằng 334,4J/g, nhiệt dung riêng của nước lỏng bằng 4,18J/K.g.

1 trả lời
Hỏi chi tiết
1.071
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để tính biến thiên entropi của quá trình trộn, ta cần tính entropi của từng chất trước và sau khi trộn, sau đó tính sự khác biệt giữa chúng.

- Entropi của nước đá ở 0oC: S1 = Q1/T1, trong đó Q1 là năng lượng cần thiết để đưa nước đá từ trạng thái rắn đến trạng thái lỏng ở 0oC, và T1 là nhiệt độ của nước đá ở trạng thái rắn. Ta có Q1 = 334,4 J/g và T1 = 273 K, nên S1 = 334,4 J/g / 273 K = 1,225 J/K.g.

- Entropi của nước lỏng ở 40oC: S2 = Q2/T2, trong đó Q2 là năng lượng cần thiết để đưa nước lỏng từ 40oC đến 0oC, và T2 là nhiệt độ của nước lỏng ở trạng thái ban đầu. Ta có Q2 = m*Cp*(T2-T1) = 50 g * 4,18 J/K.g * (40-273) K = -5.527 kJ = -5.527*10^3 J, vì quá trình này là quá trình giải nhiệt. Nên S2 = -Q2/T2 = 5,527*10^3 J / (50 g * 313 K) = 0,352 J/K.g.

- Entropi của hỗn hợp sau khi trộn: S3 = (m1*S1 + m2*S2) / (m1 + m2), trong đó m1 và m2 lần lượt là khối lượng của nước đá và nước lỏng. Ta có m1 = 10 g và m2 = 50 g, nên S3 = (10 g * 1,225 J/K.g + 50 g * 0,352 J/K.g) / (10 g + 50 g) = 0,464 J/K.g.

- Biến thiên entropi của quá trình trộn: ΔS = S3 - (m1*S1 + m2*S2) / (m1 + m2) = 0,464 J/K.g - (10 g * 1,225 J/K.g + 50 g * 0,352 J/K.g) / (10 g + 50 g) = -0,126 J/K.g.

Vậy biến thiên entropi của quá trình trộn là -0,126 J/K.g.
1
0
Phương
21/06/2023 16:41:36
+5đ tặng

Với m = 10 g và ΔHfus = 334.4 J/g, ta có:

Q1 = 10 g x 334.4 J/g = 3344 J

Tiếp theo, ta tính lượng nhiệt cần thiết để nước lỏng ở 40oC được đun sôi thành hơi nước ở 100oC:

Q2 = m x C x ΔT

Trong đó:

  • m là khối lượng của nước lỏng.
  • C là nhiệt dung riêng của nước lỏng.
  • ΔT là hiệu của nhiệt độ sôi và nhiệt độ ban đầu của nước lỏng.

Với m = 50 g, C = 4.18 J/K.g và ΔT = (100 - 40) = 60oC, ta có:

Q2 = 50 g x 4.18 J/K.g x 60 K = 12540 J

Tổng lượng nhiệt cần thiết để trộn hai chất lỏng này là:

ΔQ = Q1 + Q2 = 3344 J + 12540 J = 15884 J

Vì quá trình trộn diễn ra trong hệ cô lập, nên không có sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài. Do đó, lượng nhiệt chuyển đổi trong quá trình trộn bằng lượng nhiệt cần thiết để trộn hai chất lỏng này.

Nhiệt độ tuyệt đối của hệ là trung bình cộng của nhiệt độ ban đầu của hai chất lỏng:

T = (0oC + 40oC)/2 = 20oC = 293 K

Vậy, biến thiên entropi của quá trình trộn là:

ΔS = ΔQ/T = 15884 J/293 K = 54.2 J/K

Vậy, biến thiên entropi của quá trình trộn là 54.2 J/K.

Mở khóa để xem toàn bộ nội dung trả lời

(?)
Bạn đã đạt đến giới hạn của mình. Bằng cách Đăng ký tài khoản, bạn có thể xem toàn bộ nội dung trả lời
Cải thiện điểm số của bạn bằng cách đăng ký tài khoản Lazi.
Xem toàn bộ các câu trả lời, chat trực tiếp 1:1 với đội ngũ Gia sư Lazi bằng cách Đăng nhập tài khoản ngay bây giờ
Tôi đã có tài khoản? Đăng nhập

Bạn hỏi - Lazi trả lời

Bạn muốn biết điều gì?

GỬI CÂU HỎI
Học tập không giới hạn cùng học sinh cả nước và AI, sôi động, tích cực, trải nghiệm
Bài tập Hóa học Đại học mới nhất
Trắc nghiệm Hóa học Đại học mới nhất

Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi

Vui Buồn Bình thường

Học ngoại ngữ với Flashcard

×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo
×
Gia sư Lazi Gia sư