2018-04-16
Кусок меди массы $m_{1} = 300 г$ при температуре $t_{1} = 97^{ \circ} С$ поместили в калориметр, где находится вода массы $m_{2} = 100 г$ при температуре $t_{2} = 7^{ \circ} С$. Найти приращение энтропии системы к моменту выравнивания температур. Теплоемкость калориметра пренебрежимо мала.
Решение:
Пусть $c_{1}$ - удельная теплоемкость меди теплоемкости воды - $c_{2}$
Тогда $\Delta S = \int_{7 + 273 }^{T_{0} } \frac{c_{2}m_{2}dT }{T} - \int_{T_{0} }^{97 + 273} \frac{m_{1}c_{1} dT }{T } = m_{2}c_{2} ln \frac{T_{0} }{280} - m_{1}c_{1} ln \frac{370}{T_{0} }$
$T_{0}$ находится из
$c_{2} m_{2} (T_{0} - 280) = m_{1}c{1} (370 - T_{0})$ или $T_{0} = \frac{280m_{2}c_{2} + 370m_{1}c_{1} }{c_{2}m_{2} + m_{1}c_{1} }$
используя $c_{1} = 0,39 Дж / г \cdot К, c_{2} = 4,18 Дж / г \cdot К$,
$T_{0} \approx 300^{ \circ} K$ и $\Delta S = 28,4 - 24,5 \approx 3,9 Дж/K$