質問: 断熱容器ないの60度のお湯210グラムを0度の氷100gを使ってさますときのエントロピー変化を求めるための公式の使い方と解答を教えてください
回答: 単位を変更しておきます。氷の融解熱は333 J/g、水の比熱は4.19 J/g/Kです。 平衡温度をTe Kとします。 60°C(333 K)210 gの失った熱 Q1=4.19x210x(Te-333)=880(Te-333)・・・1 これはマイナスの値で放熱に対応します。 氷の融解で氷に吸収された熱 Q2=333x100=33300 J・・・2 273 Kの水のTeまでの昇温で吸収された熱 Q3=4.19x100x(Te-273)=419(Te-273)・・・3 23はプラスの値で吸熱に対応します。 123の代数和はゼロになるはずです。すなわち 880(Te-333)+33300+419(Te-273)=0 Te=288 K・・・4 です。平衡ではこの温度の水になります。 333 Kのお湯の288 Kになるまでのエントロピー変化は ΔS1=∫dQ/T=4.19x210∫dT/T=880ln(288/333)=-128 J/K・・・5 です。 273 Kの100 gの氷の融解のエントロピー変化は ΔS2=33300/273=122 J/K・・・6 273 K、100 gの水の288 Kになるまでのエントロピー変化は ΔS3=∫dQ/T=4.19x100∫dT/T=419ln(288/273)=22 J/K・・・7 です。以上の合計は -128+122+22=16 J/K・・・8 となります。これが求めるものです。