Fysik

Termodynamik opgave (entropiændring)

23. maj 2015 af bento94 (Slettet) - Niveau: Universitet/Videregående

Opgaven findes her: http://prntscr.com/78gowk

En beholder indeholder 100 kg af en fortyndet vandig opløsning, som antages at have samme fysiske egenskaber som rent vand. Opløsningen er i åben forbindelse med omgivelserne med et tryk på 1,00 atm og temperaturen 20C. Opløsningen skal opvarmes til 60C. Dette gøres ved at lede mættet vanddamp ved 100C til opløsningen. Al den tilledte vanddamp kondenseres og forbliver i opløsningen. 

a) Beregn hvor mange kg vanddamp, der skal tilledes for at opvarme opløsningen til 60?C, under forudsætning af, at beholderen er af et isolerende materiale, som hverken optager varme fra indholdet eller udveksler varme med omgivelserne.

b) Beregn den samlede entropiændring ved blandingen af den vandige opløsning og vanddampen. Er blandingen en naturligt forløbende proces?

c) Beregn hvor mange ekstra kg damp, der skal anvendes, hvis beholderen i stedet består af 13 kg aluminium, som sammen med opløsningen opvarmes til 60?C. Aluminiumsbeholderen er isoleret på ydersiden og afgiver ikke varme til omgivelserne

Jeg har beregnet a) til at give 6,9 kg, hvilket passer med facitlisten, men kan ikke få entropiændringen til at passe. Jeg ved at formlen for entropiændring er (Delta) S = Q/T hvor Q findes ved m*c

Jeg har prøvet at opdele dem således:http://prntscr.com/78gqg7

men mine enheder passer ikke..

Facit for denne opgave skal give 8,5 kJ/J.


Brugbart svar (1)

Svar #1
23. maj 2015 af GalVidenskabsmand (Slettet)

b)

ΔS = ∫ dQrev /T

Kondensering af dampen:

ΔS = -mdamp*L /T100C

Nedkøling af den kondenserede damp:

ΔS = ∫T100CT60C (mdamp*cpvand / T)*dT = mdamp*cpvand*ln(T60C/T100C)

Opvarmning af vandet i beholderen:

ΔS = ∫T20CT60C (mvand*cpvand / T)*dT = mvand*cpvand*ln(T60C/T20C)

Læg nu disse tre størrelser sammen. (Husk at indsætte temperaturerne i K)


Skriv et svar til: Termodynamik opgave (entropiændring)

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.