4.1.26 Změna entropie ve směsi ledu a vody

K 60 g ledu o teplotě 8 °C bylo přidáno takové množství vody o teplotě 25 °C, aby při 0 °C polovina ledu roztála. Vypočtěte hmotnost přidané vody a změnu entropie při tomto ději. Teplo vyměněné s okolím je nulové.
Data: $..$

Výsledek

m=106,08 g
ΔS(s,8 → 0) = 3,69 J K1     ΔS(s  → l) = 36,95 J K1
ΔS(l,25  → 0) = 38,83 J K1     ΔS = 1,81 J K1

Postup

Popsaný děj rozdělíme do tří kroků:
1) ochlazení vody z 25 °C na 0 °C
H1, ΔS1) 2) ohřev ledu z -8 °C na 0 °C
H2, ΔS2) 3) roztání poloviny ledu (ΔH3, ΔS3)
Protože je teplo vyměněné s okolím nulové, platí bilance entalpie

displaymath

a tedy

displaymath

Z této rovnice vypočítáme potřebné množství vody mvoda. Pro změnu entropie platí vztahy

displaymath