Esercizi su entropia - Riassunto FISICA PDF

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Questo documento contiene nozioni di fisica...

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Calcolare la variazione di entropia di un cubetto di ghiaccio di 100 g che fonde immerso in un bicchiere d'acqua a 0°C. Calore latente di fusione del ghiaccio λ = 334 KJ/Kg. Svolgimento La massa di ghiaccio presentata dal problema è sottoposta ad un passaggio di stato in quanto posta in un ambiente di 0°C che è proprio la temperatura di fusione del ghiaccio: m= 100 g = 0,1 Kg λ = 334 KJ/Kg = 334 · 10 3 J/Kg Il calore necessario per fondere la massa è pari a: Q = m · λ = 0,1 · 334 · 10 3 = 334 · 10 2J Noto il calore Q da fornire al ghiaccio, la variazione di entropia ΔS è: ΔS = Q/T in cui T è la temperatura a cui avviene la fusione: T = 0°C = 273 K ΔS = 334 · 102 /273 = 122,3 J/K Per cui la variazione di entropia relativa al processo di fusione di 100 g di ghiaccio vale 122,3 J/K.

Due sorgenti si trovano alla temperatura rispettivamente di 27°C e 127 °C. Una volta poste in contatto termico tra di loro cosa succederà all'entropia del sistema? Quanto vale la variazione di entropia se il calore scambiato tra le due sorgenti vale Q = 100 J? Svolgimento Per poter procedere alla risoluzione del problema bisogna anzitutto specificare che una sorgente è un sistema ideale che mantiene costante la propria temperatura pur permettendo uno scambio di energia, sotto forma i calore, con altri corpi. Per cui possiamo ipotizzare che le due sorgenti oggetto del problema mantengano costante la propria temperatura che vale rispettivamente: T1 = 27°C = (27 + 273) = 300 K T2 = 100°C = (127 + 273) = 400 K Essendo T1 < T2 il calore Q Q = 100 J passerà spontaneamente dalla sorgente più calda a quella più fredda, cioè dalla sorgente 2 alla sorgente 1. Pertanto la sorgente 2 subirà un decremento di energia per una quantità pari a Q che verrà invece acquisita dalla sorgente 1: Q1 = + 100 J Home Video Giochi Elementi Composti Teoria Esercizi Shop X Questo sito utilizza cookie tecnici e cookie di profilazione di terze parti per proporti

pubblicità in linea con le tue preferenze. Policy Q2 = ‐ 100 J Possiamo quindi procedere al calcolo della variazione di entropia dei due sistemi secondo la relazione: ΔS = Q/T La variazione di entropia del sistema sarà pari alla somma della variazione di entropia delle due sorgenti, pertanto ΔSsistema = ΔS1 + ΔS2 = Q/T1 ‐ Q/T2 = Q · (1/T1 ‐ 1/T2) ed essendo T1 < T2 risulta 1/T1 ‐ 1/T2 > 0 Pertanto l'entropia del sistema aumenterà certamente. Numericamente tale aumento equivale a: ΔSsistema = Q · (1/T1 ‐ 1/T2) = 100 · (1/300 ‐ 1/400) = 0,083 J/K...