Энтропия при изменении агрегатного состояния. Лекция 10

Энтропия в процессах Лекция 10
1.Фазовый переход «Твердое тело-Жидкость». (Плавление. Затвердевание)
Плавление: T=const – температура плавления, Tпл
Энтропия. (Полагаем процесс равновесным, )
При плавлении энтропия растет, при затвердевании – уменьшается.

Энтропия в процессах Лекция 10
2. Фазовый переход «Жидкость-Газ». (Испарение. Конденсация)
Процесс происходит при T=const,
Энтропия.
Энтропия. (Полагаем процесс равновесным, )
При испарении энтропия растет, при конденсации – уменьшается.

Энтропия в процессах Лекция 10
3. Нагрев вещества.
Найдем изменение энтропии при нагреве твердого тела (т) или жидкости (ж) массой m от T1 до T2.
Полагаем процесс равновесным. Тогда
Полагаем, что
При нагревании T2 > T1 --> ln () > 0, энтропия растет
При охлаждении T2 < T1 --> ln () > 0, энтропия уменьшается

Энтропия в процессах Лекция 10
Задача. В бокал с коктейлем бросают кубик льда. Tкокт=20 C, масса 20 г.,
Tлед=0 C, масса 10 г. Насколько изменится энтропия бокала к тому моменту, когда кубик полностью растает.
Удельные теплоемкости и теплота плавления:
Решение:
2-е начало, энтропия либо растет, либо неизменна. Равновесия нет, лед тает, коктейль охлаждается. В итоге энтропия растет.
Аддитивность энтропии.
Используем уравнения теплового баланса для процессов:
Коктейль отдает тепло:
Лед получает тепло:

Энтропия в процессах Лекция 10
Тепло, полученное льдом, идет на плавление льда и на нагревание талой воды до :
Полученное льдом тепло:
Тепло, отданное коктейлем. Коктейль остывает от до T и отдает при этом тепло, равное:
Баланс:
Решаем относительно T: