Согласно первому началу термодинамики

 

 

сообщаемое термодинамической системе тепло  идет на измене­ние внутренней энергии системы dU и совершение системой работы  над внешними телами. В случае твердого и жидкого тел все сообщаемое тепло идет на изменение внутренней энергии, а так как объемы этих тел при нагревании почти не изменяются, то работой расширения  можно пренебречь, т.е., чем больше измене­ние энтропии в адиабатно-изолированной системе, тем большее коли­чество тепла необратимо переходит во внутреннюю энергию системы. Поэтому необратимые потери тепла, связанные с реальными необратимы­ми термодинамическими процессами в адиабатно-изолированных систе­мах, принято оценивать по изменению энтропии.

Если в калориметр, содержащий определенное количество воды при заданной температуре, опустить нагретое тело, то произойдет теплообмен и установится общая температура. Сам калориметр поме­щен во внешний стакан, в результате чего система становится почти адиабатно-изолированной.

Термодинамическому равновесию адиабатической системы соответ­ствует состояние с максимумом энтропии, при этом температура вест частей системы в состоянии равновесия одинакова.

Изменение энтропии такой системы при выравнивании температу­ры погруженного тела и воды можно рассчитать по формулам (34) и (35). В состав исследуемой системы входят: испытуемое тело массой mT с удельной теплоемкостью СT и начальной температурой Т0, вода калориметра массой mВ с удельной теплоемкостью СВ и начальной температурой Т0. После окончания процесса теплообмена установится температура Т.

При выравнивании температуры энтропия каждого из тел изменя­ется:

 

 

Учитывая аддитивность энтропии (35), можно записать

 

∆S = ∆S1 + ∆S2 + ∆S3.

 

Подставляя значения ∆S1, S2, S3, получим расчетную формулу изменения энтропии всей системы

 

В данной работе

mB = 0,2 кГ; СВ = 4,18*103 Дж/кГ*град (при t=20ºC);

СT (железо)= 460,5 Дж/кГ*град;

СT (латунь)= 376,7 Дж/кГ*град;

СT (алюминий)= 879,1 Дж/кГ*град.

 

В работе предлагается рассчитать изменение энтропии шести нагретых тел при опускании в калориметр с водой, температура и масса которой одинаковы в каждом эксперименте.

 




double arrow
Сейчас читают про: