2019-12-01
Камень массой 10 кг упал с высоты 20 м на эемлю. Температура камня и окружающей среды $20^{ \circ} С$. Определите изменение энтропии системы камень - Земля.
Решение:
Падение камня - процесс необратимый. Изменение энтропии в этом процессе можно найти, используя первое начало термодинамики
$\Delta Q = \Delta U + A$.
Так как
$\Delta Q = T \Delta S$,
то
$T \Delta S = \Delta U + A$.
По условию задачи температура, а следовательно, и внутренняя энергия не изменяются ($\Delta U = 0$). Работа же $A$ равна изменению потенциальной энергии системы камень - Земля:
$A = \Delta E_{пот} = mgh$.
Поэтому
$T \Delta S = mgh$,
Отсюда:
$\Delta S = \frac{mgh}{T}, \Delta S = 6,688 Дж/К$.