ĆWICZENIA LABORATORYJNE Z FIZYKI

S P R A W O Z D A N I E

Temat: Wyznaczanie zmiany entropii układu.

Natalia Obrębska

Michał Nadrajkowski

para nr 11, ćwiczenie nr 22a

Technologia żywności i żywienie człowieka

Grupa 8

Zagadnienia Teoretyczne:

Ciepło jest to energia przekazywana między układem a jego otoczeniem na skutek istnienia między nimi różnicy temperatur.

Ciała stałe lub ciecze, które pobierają energię w postaci ciepła, nie muszą zwiększać swojej temperatury. Zamiast tego substancja zmienia swoją fazę (stan skupienia).

Entropia jest funkcją termodynamiczną opisującą przemiany termodynamiczne. Entropię S układu można zdefiniować następująco:

gdzie:

- ilość ciepła przekazana

- temperatura, w której ciepło jest przekazywane

- ciepło zredukowane

Wartość liczbowa energii jest określona z dokładnością do pewnej stałej, stąd wniosek, że wielkością, której wartość można jednoznacznie określić, będzie zmiana entropii ∆S podczas przejścia układu z jednego stanu skupienia do drugiego. Jeżeli w układzie zachodzą przemiany, w wyniku których układ przechodzi ze stanu początkowego I do stanu końcowego II, to zmiana entropii układu wyraża się wzorem:

Entropia jest termodynamiczną funkcją stanu, tzn., że wartość entropii w stanie końcowym zależy tylko od parametrów stanu w stanie początkowym i końcowym, a nie zależy od wartości parametrów w stanach pośrednich, w których układ znajdował się w czasie przemiany. Podczas przemian odwracalnych zachodzących w układach izolowanych entropia układu się nie zmienia.

S₁ = S₂, ∆S = 0

Jeżeli natomiast w układzie izolowanym zachodzą procesy nieodwracalne, z którymi mamy do czynienia w przyrodzie, entropia rośnie.

S₂ > S₁, ∆S > 0

Na podstawie tych prawidłowości można sformować drugą zasadę termodynamiki:

Podczas przebiegu procesów zachodzących w zamkniętym i adiabatycznie izolowanym układzie makroskopowym entropia nie może ulec zmniejszeniu.

∆S ≥ 0

Jest to tzw. zasada niemalenia entropii. Jeżeli rozpatrywany układ składa się z n ciał, to entropia części składowych może zarówno wzrastać, jak i maleć, natomiast zmiana entropii całego układu izolowanego, która równa się sumie algebraicznej zmian entropii poszczególnych części układu, nie może być ujemna.

Całkowita zmiana entropii ∆S układu jest sumą poszczególnych zmian entropii procesów zachodzących w tym układzie:

∆S = ∆S₁ + ∆S₂ + ∆S₃

Zerowa zasada dynamiki mówi, że jeżeli ciało A i B są w stanie równowagi z trzecim ciałem T, to są one także w stanie równowagi ze sobą nawzajem.

W przypadku przemian zachodzących między ciałem stałym a cieczą (próbka pochłania ciepło)lub między cieczą a ciałem stałym (próbka oddaje ciepło) ciepło przemiany fazowej nazywamy ciepłem topnienia.

mk	mkw	mw	tp, Tp	tk, Tk	mkwl	ml	∆S1	∆S2	∆S3	∆S
kg	kg	kg	°C, K	°C, K	kg	kg
0,08852	0,28411	0,19559	295,65	287,15	0,30688	0,02277	23,043	4,7631	-26,179	1,627

Obliczenia i pomiary:

=

t

Ocena niepewności wyniku pomiaru:

---