题目
11.2 求在一个大气压下,30g、 -(40)^circ C 的冰变为100℃的水蒸气时的熵变。已知冰的-|||-比热容 _(1)=2.1J/(gcdot k) ,水的比热容 _(2)=4.2J/(gcdot k) ,在 https:/img.zuoyebang.cc/zyb_367b2a13c4f705ef91066d2bb73fc04b.jpg.013times (10)^5Pa 气压下冰的熔-|||-化热 lambda =334J/g ,水的汽化热 L=2260J/g 。

题目解答
答案

解析
步骤 1:计算冰升温至0℃时的熵变
冰从 $-40^{\circ}C$ 升温至 $0^{\circ}C$ 的过程,熵变 $\Delta S_1$ 可以通过积分计算得到。熵变公式为 $\Delta S = \int \frac{dQ}{T}$,其中 $dQ = c_1 m dT$,$c_1$ 是冰的比热容,$m$ 是冰的质量,$T$ 是温度。因此,$\Delta S_1 = c_1 m \ln \frac{T_2}{T_1}$,其中 $T_1 = 233K$,$T_2 = 273K$。
步骤 2:计算冰熔化成水时的熵变
冰在 $0^{\circ}C$ 熔化成水时,熵变 $\Delta S_2$ 可以通过公式 $\Delta S_2 = \frac{Q}{T}$ 计算,其中 $Q = \lambda m$,$\lambda$ 是冰的熔化热,$m$ 是冰的质量,$T = 273K$。
步骤 3:计算水升温至100℃时的熵变
水从 $0^{\circ}C$ 升温至 $100^{\circ}C$ 的过程,熵变 $\Delta S_3$ 可以通过积分计算得到。熵变公式为 $\Delta S = \int \frac{dQ}{T}$,其中 $dQ = c_2 m dT$,$c_2$ 是水的比热容,$m$ 是水的质量,$T$ 是温度。因此,$\Delta S_3 = c_2 m \ln \frac{T_3}{T_2}$,其中 $T_2 = 273K$,$T_3 = 373K$。
步骤 4:计算水汽化成水蒸气时的熵变
水在 $100^{\circ}C$ 汽化成水蒸气时,熵变 $\Delta S_4$ 可以通过公式 $\Delta S_4 = \frac{Q}{T}$ 计算,其中 $Q = L m$,$L$ 是水的汽化热,$m$ 是水的质量,$T = 373K$。
步骤 5:计算总熵变
总熵变 $\Delta S$ 为上述四个过程熵变之和,即 $\Delta S = \Delta S_1 + \Delta S_2 + \Delta S_3 + \Delta S_4$。
冰从 $-40^{\circ}C$ 升温至 $0^{\circ}C$ 的过程,熵变 $\Delta S_1$ 可以通过积分计算得到。熵变公式为 $\Delta S = \int \frac{dQ}{T}$,其中 $dQ = c_1 m dT$,$c_1$ 是冰的比热容,$m$ 是冰的质量,$T$ 是温度。因此,$\Delta S_1 = c_1 m \ln \frac{T_2}{T_1}$,其中 $T_1 = 233K$,$T_2 = 273K$。
步骤 2:计算冰熔化成水时的熵变
冰在 $0^{\circ}C$ 熔化成水时,熵变 $\Delta S_2$ 可以通过公式 $\Delta S_2 = \frac{Q}{T}$ 计算,其中 $Q = \lambda m$,$\lambda$ 是冰的熔化热,$m$ 是冰的质量,$T = 273K$。
步骤 3:计算水升温至100℃时的熵变
水从 $0^{\circ}C$ 升温至 $100^{\circ}C$ 的过程,熵变 $\Delta S_3$ 可以通过积分计算得到。熵变公式为 $\Delta S = \int \frac{dQ}{T}$,其中 $dQ = c_2 m dT$,$c_2$ 是水的比热容,$m$ 是水的质量,$T$ 是温度。因此,$\Delta S_3 = c_2 m \ln \frac{T_3}{T_2}$,其中 $T_2 = 273K$,$T_3 = 373K$。
步骤 4:计算水汽化成水蒸气时的熵变
水在 $100^{\circ}C$ 汽化成水蒸气时,熵变 $\Delta S_4$ 可以通过公式 $\Delta S_4 = \frac{Q}{T}$ 计算,其中 $Q = L m$,$L$ 是水的汽化热,$m$ 是水的质量,$T = 373K$。
步骤 5:计算总熵变
总熵变 $\Delta S$ 为上述四个过程熵变之和,即 $\Delta S = \Delta S_1 + \Delta S_2 + \Delta S_3 + \Delta S_4$。