Номер 1, страница 225, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

1. Найти прирост энтропии при плавлении 1 кг льда, находящегося при температуре $0^ °C$.

(Ответ: $1227 \text{ Дж/К}$)

1. Дано:

Масса льда, $m = 1$ кг

Температура плавления льда, $t = 0$ o С

Перевод в СИ:

Температуру необходимо выразить в кельвинах. Для получения ответа, указанного в задаче, используем округленное значение:

$T = t + 273 = 0 + 273 = 273$ К

Найти:

Прирост энтропии, $\Delta S$ — ?

Решение:

Плавление — это фазовый переход, который происходит при постоянной температуре. Такой процесс является изотермическим. Прирост энтропии $\Delta S$ для обратимого изотермического процесса вычисляется по формуле:

$\Delta S = \frac{Q}{T}$

где $\text{Q}$ — количество теплоты, которое система получает в ходе процесса, а $\text{T}$ — абсолютная температура, при которой этот процесс протекает.

Количество теплоты $\text{Q}$, необходимое для плавления тела массой $\text{m}$, вычисляется по формуле:

$Q = \lambda m$

где $\lambda$ — удельная теплота плавления вещества. Для льда это табличное значение. Чтобы получить ответ, приведенный в условии задачи, следует взять значение $\lambda = 3.35 \times 10^5$ Дж/кг.

Подставим выражение для $\text{Q}$ в формулу для прироста энтропии:

$\Delta S = \frac{\lambda m}{T}$

Теперь подставим в формулу числовые значения и произведем расчет:

$\Delta S = \frac{3.35 \times 10^5 \text{ Дж/кг} \times 1 \text{ кг}}{273 \text{ К}} \approx 1227.1$ Дж/К

Округляя результат до целого числа, получаем значение, указанное в условии задачи.

Ответ: прирост энтропии при плавлении 1 кг льда составляет $1227$ Дж/К.