Frage von roromoloko, 34

Entropie - Aufgabe?

Ein Bergwanderer möchte mit einem Gasbrenner der Leistung 1,5kW einen Eisblock von 1,0 kg Masse zum Schmelzen bringen.

a) Berechnen Sie die dafür benötigte Zeit (spezifische Schmelzwärme von Eis: 334 kJ/kg)

delta Q_schmelz = m * c_schmelz

= 1 kg * 334 kJ/kg = 334 kJ

P = E/t

E = Q_schmelz

t = Q_schmelz/ P = 222,67 s = 3,71 min

c) Berechnen Sie die exakte Entropiezunahme

delta S = delta Q_schmelz/ T

Hier müsste doch null rauskommen, wenn der Eisblock nur mit Q_schmelz geschmolzen wurde, andererseits müsste doch die Entropie zunehmen, wenn der Eisblock geschmolzen wird, da die Teilchen stärker in Bewegung sind..

Was ist nun richtig, in der Aufgabestellung wurde nichts über die Temperatur gesagt

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von fjf100, Community-Experte für Mathe, 7

MERKE : In einen T-S-Diagramm (Temperatur-Entropie-Diagramm) ist die zugeführte oder abgeführte Wärmeenergie ,die Fläche unter Der Kurve

T(s)

T=273,15° kelvin= Konstant ist die Schmelztemperatur von Eis 

Formel dQ= T(s) *ds integriert Q= T * s +C

Wir setzen Entropie S1=0 ergibt somit

Q= T * S2 ergibt S2= Q/T=334000 J/kg *1 Kg / 273,15 °=1222,77 J/Kg

Expertenantwort
von PWolff, Community-Experte für Mathe, Mathematik, Physik, 17

Als Temperatur kannst du den Schmelzpunkt des Wassers bei Normalbedingungen (0°C) annehmen. (Der etwas geringere Luftdruck spielt beim Schmelzen kaum eine Rolle; beim Sieden / Sublimieren wäre es etwas anderes.)

Das Zuführen von Enthalpie bei einer Temperatur ungleich unendlich bedeutet auch eine Zufuhr von Entropie gemäß

ΔS = ΔH / T

Vergleiche auch https://de.wikipedia.org/wiki/Schmelzentropie

Kommentar von roromoloko ,

Achso, ich dachte eine Temperaturänderung ist gemeint. Stimmt, da steht nicht mal ein delta.. Dann kommt da unten 273,15 K ?

Kommentar von roromoloko ,

Ist das davor richtig gerechnet? Muss ja die Wärme, die oben berechnet wurde dann zur Berechnung der Entropie verwenden.

Hätte dann 1223,44 J/K raus :)

Kommentar von PWolff ,

Stimmt soweit alles. (Wenn nicht auch ich mich verrechnet hab.)

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