Какое изменение в энтропии, обозначенное как ∆s, происходит при изменении массы 100 г льда (при температуре t = –10°С

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать формулу для изменения энтропии:

\(\Delta S = \frac{Q}{T}\),

где \(\Delta S\) - изменение энтропии, \(Q\) - теплообмен, \(T\) - температура.

Для начала, нам нужно рассчитать количество тепла, необходимое для плавления льда. Для этого мы умножим массу льда на удельную теплоту плавления:

\(Q_1 = m \cdot \lambda\),

где \(m\) - масса льда, \(\lambda\) - удельная теплота плавления льда.

В нашем случае, масса льда равна 100 г, а удельная теплота плавления льда равна 335 кДж/кг. Переведем массу льда в килограммы:

\(m = 100 \, \text{г} = 0.1 \, \text{кг}\).

Теперь мы можем рассчитать количество тепла, необходимое для плавления льда:

\(Q_1 = 0.1 \, \text{кг} \times 335 \, \text{кДж/кг} = 33.5 \, \text{кДж}\).

Затем, нам нужно рассчитать количество тепла, необходимое для нагревания получившейся воды от -10°C до 40°C. Для этого мы умножим массу воды на удельную теплоемкость воды:

\(Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T\),

где \(c\) - удельная теплоемкость воды, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Масса воды составляет 100 г, что равно 0.1 кг. Удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/кг∙К. Изменение температуры равно 40°C - (-10°C) = 50°C. Переведем это в Кельвины:

\(\Delta T = 50°C = 50 \, \text{K}\).

Теперь мы можем рассчитать количество тепла, необходимое для нагревания воды:

\(Q_2 = 0.1 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/кг∙К} \times 50 \, \text{К} = 21000 \, \text{Дж}\).

Теперь, суммируем количество тепла \(Q_1\) и \(Q_2\) для получения общего количества тепла \(Q\):

\(Q = Q_1 + Q_2 = 33.5 \, \text{кДж} + 21000 \, \text{Дж} = 33500 \, \text{Дж}\).

Теперь мы можем использовать формулу для изменения энтропии, чтобы рассчитать \(\Delta S\):

\(\Delta S = \frac{Q}{T}\),

где \(T\) - температура, равная 40°C = 313 K.

\(\Delta S = \frac{33500 \, \text{Дж}}{313 \, \text{K}} \approx 107.1 \, \text{Дж/К}\).

Таким образом, изменение энтропии (∆S) при изменении массы 100 г льда в воду при температуре -10°C до 40°C равно примерно 107.1 Дж/К.