Задача по химии. энтропия Вычислить изменение энтропии при нагревании 1 кг свинца от температуры его плавления (327,4°С) до 800°С. Теплота плавления свинца 24,8 кДж/кг, а теплоемкость жидкого свинца в интервале температур 327–1000°С равна 0,1415 кДж/кг•град.
Изменение энтропии при нагревании можно вычислить по формуле:
ΔS = ∫Cp/TCp/TCp/TdT - Q/T
где Cp - теплоемкость, Q - теплота.
Для начала рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагревания свинца от его плавления до 800°C:
Q1 = m Lf + m ∫CpCpCpdT
где m - масса свинца, Lf - теплота плавления.
Q1 = 1 кг 24,8 кДж/кг + 1 кг ∫0,14150,14150,1415dT от327°Cдо800°Cот 327°C до 800°Cот327°Cдо800°C
Q1 = 24,8 кДж + 1 кг 0,1415 кДж/кг•град 800−327800 - 327800−327
Q1 = 24,8 кДж + 1 кг 0,1415 кДж/кг•град 473
Q1 = 24,8 кДж + 66,9005 кДж = 91,7005 кДж
Теперь подсчитаем изменение энтропии:
ΔS = ∫0,1415/T0,1415/T0,1415/TdT - 91,7005/800
ΔS = 0,1415 ln800800800 - 0,1415 ln327327327 - 91,7005/800
ΔS = 0,1415 6,684 - 0,1415 5.791 - 114,6256
ΔS = 0,944886 - 0,820484 - 114,6256
ΔS = -114,5012 кДж/кг•град
Таким образом, изменение энтропии при нагревании 1 кг свинца от температуры его плавления до 800°C составляет -114,5012 кДж/кг•град.