Какое общее изменение энтропии происходит при нагреве 0.1 кг воды от 0 до 100 градусов Цельсия и её последующем превращении в пар, если удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг*К), а удельная теплота парообразования составляет 2.26*10^6 Дж/кг?

Буду признателен за любые подсказки, а за ответ особенно.

Физика 9 класс Термодинамика изменение энтропии нагрев воды парообразование удельная теплоёмкость удельная теплота физика 9 класс термодинамика теплообмен расчет энтропии вода и пар Новый

Для решения задачи нам необходимо рассчитать общее изменение энтропии, которое происходит при двух процессах: нагревании воды и её парообразовании. Мы будем использовать формулу для изменения энтропии:

ΔS = Q / T

где ΔS - изменение энтропии, Q - количество теплоты, переданное системе, T - температура в Кельвинах.

Теперь давайте разберем задачу по шагам:

1. Нагрев воды от 0 до 100 градусов Цельсия:
   • Масса воды (m) = 0.1 кг
   • Удельная теплоемкость воды (c) = 4200 Дж/(кг·К)
   • Температура (T) = 100 °C = 373 K
   • Количество теплоты (Q1), необходимое для нагрева: Q1 = m * c * ΔT, где ΔT = 100 - 0 = 100 K.
   • Подставляем значения: Q1 = 0.1 кг * 4200 Дж/(кг·К) * 100 K = 42000 Дж.
   • Теперь найдем изменение энтропии при нагревании: ΔS1 = Q1 / T_avg, где T_avg - средняя температура в Кельвинах, которую можно взять как (0 + 100) / 2 + 273.15 = 323.15 K.
   • Подставляем: ΔS1 = 42000 Дж / 323.15 K ≈ 130.0 Дж/K.
2. Парообразование:
   • Удельная теплота парообразования (L) = 2.26 * 10^6 Дж/кг.
   • Количество теплоты (Q2), необходимое для парообразования: Q2 = m * L = 0.1 кг * 2.26 * 10^6 Дж/кг = 226000 Дж.
   • Температура процесса (T) = 373 K.
   • Изменение энтропии при парообразовании: ΔS2 = Q2 / T = 226000 Дж / 373 K ≈ 606.5 Дж/K.

Общее изменение энтропии:

Теперь суммируем изменения энтропии:

ΔS_total = ΔS1 + ΔS2 = 130.0 Дж/K + 606.5 Дж/K ≈ 736.5 Дж/K.

Таким образом, общее изменение энтропии при нагреве 0.1 кг воды от 0 до 100 градусов Цельсия и её последующем превращении в пар составляет примерно 736.5 Дж/K.