2018-06-15
Кусок льда массой $m = 200 г$, взятый при температуре $t_{1} = - 10^{ \circ} С$, был нагрет до температуры $t_{2} = 0^{ \circ} С$ и расплавлен, после чего образовавшаяся вода была нагрета до температуры $t = 10^{ \circ} С$. Определить изменение $\Delta S$ энтропии в ходе указанных процессов.
Решение:
$\Delta S = \int_{1}^{2} \frac{dQ}{T}, \Delta S = \Delta S_{1} + \Delta S_{2} + \Delta S_{3}$
При нагревании льда от $T_{1}$ до $T_{2}$: $\Delta S_{1} = \int_{T_{1} }^{T_{2} } mC_{л} \frac{dT}{T} = mC_{л} ln \frac{T_{2} }{T_{1} }$
При плавлении льда: $\Delta S_{2} = \int_{1}^{2} \frac{dQ}{T_{2} } = \frac{m \lambda}{T_{2} }$
При нагревании льда от $T_{2}$ до $T_{3}$: $\Delta S_{3} = \int_{T_{3} }^{T_{2} } mC_{в} \frac{dT}{T} = mC_{в} ln \frac{T_{3} }{T_{2} }$
$\Delta S = m \left ( C_{л} ln \frac{T_{2} }{T_{1} } + \frac{ \lambda }{T_{2} } + C_{в} ln \frac{T_{3} }{T_{2} } \right ) = 291 \frac{Дж}{К}$