Biotechnologia

TEMAT: Wyznaczanie zmian entropii.

CEL ĆWICZENIA:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie zmian entropii w układzie zamkniętym podczas topnienia lodu.

OPRACOWANIE WYNIKOW:

1. Kalibracja kalorymetru.

$${T = 1,2K\backslash n}{T_{\text{skor}} = 1,22K\backslash n}{U = 20,5V\backslash n}{I = 1,11A\backslash n}{t = 116s\backslash n}{Q = U \bullet I \bullet t\backslash n}{Q = 20,5V \bullet 1,11A \bullet 116s = 2639,58J\backslash n}{Q_{P} = C_{K} \bullet T_{\text{skor}} \Rightarrow C_{K} = \frac{Q_{P}}{T_{\text{skor}}}\backslash n}{C_{K} = \frac{2639,58J}{1,22K} = 2163,5901\frac{J}{K}}$$

1. Pomiar główny.

T = 13, 58K ∖ nT_skor = 13, 71K

• Przejście fazowe.

$${T_{\text{top}} = 273,16K\backslash n}{m = 100,11g = 0,10011kg\backslash n}{L_{\text{top}} = 3,352 \bullet 10^{5}\frac{J}{\text{kg}}\backslash n}{S_{1} = \frac{m \bullet L_{\text{top}}}{T_{\text{top}}}\backslash n}{S_{1} = \frac{0,10011kg \bullet 3,352 \bullet 10^{5}\frac{J}{\text{kg}}}{273,16K} = 122,847\frac{J}{K}}$$

• Ogrzanie wody.

$${m = 0,10011kg\backslash n}{c_{p} = 4189,9\frac{J}{kg \bullet K}\backslash n}{T_{\text{top}} = 273,16K\backslash n}{T_{K} = T_{1} + T_{\text{skor}} = 306,4K + 13,71K = 320,11K\backslash n}{S_{2} = mc_{p}\ln\frac{T_{K}}{T_{\text{top}}}\backslash n}{S_{2} = 0,10011kg \bullet 4189,9\frac{J}{kg \bullet K} \bullet ln\frac{320,11K}{273,16K} = 66,528\frac{J}{K}}$$

• Zmiana entropii otoczenia.

$${C_{K} = 2163,5901\frac{J}{K}\backslash n}{T_{1} = 306,4K\backslash n}{T_{K} = 320,11K\backslash n}{S_{3} = C_{K}\ln\frac{T_{K}}{T_{1}}\backslash n}{S_{3} = 2163,5901\frac{J}{K} \bullet ln\frac{320,11K}{306,4K} = 94,707\frac{J}{K}}$$

$${S = S_{1} + S_{2} + S_{3}\backslash n}{S = 122,847\frac{J}{K} + 66,528\frac{J}{K} + 94,707\frac{J}{K} = 284,082\frac{J}{K}}$$

S > 0, więc proces ten jest procesem nieodwracalnym.