Задача по физике. Есть ответ(4.2 Дж/К) , не могу понять решение Железо массой 200 г при температуре 100 °С опущено в калориметр, в
котором находится 300 г воды при температуре 12 °С. Пренебрегая
теплоемкостью калориметра, найти изменение энтропии системы при
уравнивании температур. Удельная теплоемкость железа 500 Дж/кг∙K.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи мы можем воспользоваться формулой изменения энтропии:

ΔS = ΔQ / T

где ΔS - изменение энтропии системы, ΔQ - количество тепла, переданного или полученного системой, T - абсолютная температура.

Сначала найдем количество тепла, переданное железу при уравнивании температур. Для этого воспользуемся законом сохранения энергии:

m1c1(T1-T) = m2c2(T-T2)

где m1,c1,T1 - масса, удельная теплоемкость и начальная температура железа, m2,c2,T2 - масса, удельная теплоемкость и начальная температура воды, Т - конечная температура по достижении термодинамического равновесия.

Подставляем известные значения:

0.2 500 (100 - Т) = 0.3 4186 (Т - 12)

100 - Т = 627T - 7536

628T = 7636

Т = 12.16 °С

Теперь найдем количество тепла:

m1c1(T1-T) = 0.2 500 (100 - 12.16) = 4.2 кДж

И теперь можем найти изменение энтропии системы:

ΔS = ΔQ / T = 4.2 / 285.16 = 0.0148 Дж/К

Таким образом, изменение энтропии системы при уравнивании температур составляет 0.0148 Дж/К.