Решение задач: МКТ и термодинамика

При нагревании свинца до температуры плавления (327°С) его температура изменится на ΔT = 327°С - 20°С = 307°С. Для вычисления изменения энтропии на первом этапе, связанном с нагреванием свинца, воспользуемся формулой:

ΔS1 = mc ln(T2/T1)

где m - масса свинца, c - удельная теплоемкость свинца, T1 - начальная температура, T2 - конечная температура.

ΔS1 = 0,1 кг * 126 Дж/кг×К * ln(327+273 К / 20+273 К) = 0,1 * 126 * ln(600/293) ≈ 0,1 * 126 * ln(2,049) ≈ 0,1 * 126 * 0,715 ≈ 9 кДж/К

На втором этапе происходит плавление свинца. Суммарное изменение энтропии на этом этапе считается по формуле:

ΔS2 = m * λ / T плавления

ΔS2 = 0,1 кг * 22,6 кДж/кг / 327+273 К ≈ 0,1 * 22,6 / 600 ≈ 0,00376 кДж/К

Таким образом, суммарное изменение энтропии для всего процесса будет равно:

ΔS = ΔS1 + ΔS2 ≈ 9 кДж/К + 0,00376 кДж/К ≈ 9 кДж/К + 0,004 кДж/К ≈ 9,004 кДж/К

Таким образом, суммарное изменение энтропии при нагревании и плавлении свинца массой 0,1 кг составит около 9,004 кДж/К.