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[Risolto] Variazione di entropia dell'universo

  

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Buonasera, sapreste aiutarmi per favore?

Un pezzo di ghiaccio di massa 75 grammi inizialmente alla temperatura di 0° C  viene lasciato libero di portarsi all'equilibrio termico con l'ambiente alla temperatura di 24°C. Considerando l'ambiente come un termostato a 24°C,  la variazione di entropia dell'universo nel processo è stata?

Soluzione: 8,5 J/K

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Grazie mille🥰 @mg

1 Risposta



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Il ghiaccio fonde a 0°C = 273 K; T costante;

m = 0,075 kg di ghiaccio; fondendo diventa acqua a 0°C; poi si scalda fino a 24°C;

T finale = 24°C + 273 = 297 K

Q di fusione assorbito = 3,34 * 10^5 * 0,075 = 25050 J

DeltaS1 =  Q / To = 25050 / 273 = 91,8 J/K;

Se T no è costante:

dS = c * m * dT / T;

Delta S = c * m * integrale[dt/T]; calcolato da To a T finale.

Delta S2 = c * m * ln(Tf/To);

Delta S2 = 4186 * 0,075 * ln(297/273) = 313,95 * 0,0843 = 26,5 J;

Delta S (ghiaccio + acqua) = 91,8 + 26,5 = 118,3 J/K;

Delta S ambiente = Q ceduto / 297;

l'ambiente mantiene la sua temperatura costante  = 297 K.

Q fusione ceduto dall'ambiente = - 25050 J;

Q ceduto all'acqua fredda  = - 4186 * 0,075 * (297 - 273) = - 7535 J;

Q ceduto = - 25050 - 7535 = - 32585 J;

Delta S ambiente = - 32585 / 297 = - 109,7 J/K;

Delta S (universo) = + 118,3 - 109,7 = 8,59 J/K; (variazione di entropia).

Ciao  @elena_2003



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