【大学】求教:水混合后的熵变。
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rccrcc090 楼主
质量为0.30 kg温度为90℃的水,与质量为0.70 kg温度为20℃的水混合后,最后达到平衡状态. 试求水的熵变。设整个系统与外界间无能量传递。Cp=4.18*103Jkg-1K-1(系统的熵变等于各部分熵变之和)
解:根据题意,整个系统与外界无能量传递,高温释放的热量Q1=低温吸收的热量Q2 设混合后的水温为t,则有Q1=CpM1(90-t)Q2=CpM2(t-20)CpM1(90-t)= CpM2(t-20) t=(M1*90+M2*20)/(M1+M2)
带入计算得t=41℃
Q1=CpM1(90-t)=4180*0.3*49=61446 J S1=Q1/T=61446/363.15=169.2 J/K
Q2=CpM2(t-20)=4180*0.7*21=61446 J S2=Q2/T=61446/293.15=209.6 J/K
△S=S1+S2=169.2+209.6=378.8 J/K
答:混合后系统的熵变为378.8J/K。
1、以上是我计算的,但我感觉热温商之和是有正负符号的,有的资料说是加号,有的用S2-S1求熵变,但我认为最终混合后系统的熵变为S2-S1=40.4J/K。这样对吗???
2、我认为上面计算用的熵符号S1,S2,应该用△S1和△S2表示比较符合题意,我这样理解对吗???
恳请各位老师指教,关于熵变方面的计算及其符号,能详细说明一下。谢谢!!!
2015年08月19日 08点08分 1
level 10


2015年08月19日 09点08分 4
level 10
额,首先,恒压变温熵变公式是CplnT2/T1,其次,放热和吸热的Q和德尔塔S有负正之别,总熵变是带正负号的代数和,最后,是该加德尔塔
2015年08月19日 09点08分 5
谢谢你的回答,还有一个问题。1mol 水的标准熵为75.3J/(mol.K) (25度,1个标压),那1mol 90度的水的熵是多少?
2015年08月20日 03点08分
@rccrcc090 水的标准熵是70。
2015年08月20日 03点08分
@rccrcc090 70+48.3×ln(363÷298) =79.5300414968
2015年08月20日 03点08分
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:是不是这样的70+n*Cpm*ln(T2/T1)=70+1*75.3*ln(363/298)=84.86 J/K。水的标准摩尔热容是75.3。你的48.3是这么来???
2015年08月20日 04点08分
level 12
Q有正负
2015年08月19日 10点08分 8
level 4
rccrcc090 楼主
那到底是40.4还是378.8
2015年08月19日 15点08分 11
level 11
dS=∫from T1 to T2 Cp/T dT
2015年08月19日 15点08分 12
level 9
原来冲温开水这么大学问[啊]
2015年08月20日 06点08分 13
level 12
焓?
2015年08月20日 07点08分 14
level 4
rccrcc090 楼主
经过几天的学习,并参考大家的回答,我觉得最
正确的
解答应该为下面的计算。上面的计算只是微小过程才用的,实际的过程熵变应该用积分公式才准确。以免误导看贴子的同学,特此有如下计算。
解:
①计算混合后的水温t
根据题意,整个系统与外界无能量传递,Q1(放热)+Q2(吸热)=0 设混合后的水温为t,则有Q1=CpM1(t-90)Q2=CpM2(t-20) CpM1(t-90)+CpM2(t-20)=0 t=(M1*90+M2*20)/(M1+M2)
带入计算得t=41℃
②计算高温水由90℃降到41℃的熵变△S1
水混合为恒压变温过程,根据恒压变温熵变公式,
△S1=nCpln(T/T1)=300/18*75.3*ln(314/363)= -181.99 J/K
③计算低温水由20℃升到41℃的熵变△S2
水混合为恒压变温过程,根据恒压变温熵变公式,
△S1=nCpln(T/T2)=700/18*75.3*ln(314/293)=202.7 J/K
④计算混合后系统的熵变△S
△S=△S1+△S2= -181.99+202.70=20.7J/K 说明混合后系统的总熵值是增大的
2015年08月22日 02点08分 15
正解,谢楼主
2017年10月13日 14点10分
想问一句,这样算的话题目中给的水的平均热容4.184的数据就没有用了?
2019年03月31日 10点03分
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