Описание лабораторной работы

В работе используется система, состоящая из калориметрического стакана с водой и металлического тела. Это тело нагревается в кипящей воде до темпе­ратуры Т_тела = 373К (температура кипящей воды 100°C) и вносится в калориметр с водой, имеющей темпе­ратуру Т_{кал =} T_воды­.

После того как тело внесено в калориметр, систему можно считать замкнутой (теплообменом с окружающими телами можно пренебречь), причем система находится в неравновесном состоянии. Через некоторое время она придет в равновесное состояние. Обозначим через Т₀ температуру всех тел системы в равновесном состоянии. Изменение энтропии рассматриваемой системы будет складываться из изменения энтропии калориметрического стакана, воды и тела:

Δ S_{системы} = Δ S_кал +Δ S_воды +Δ S_тела.

Поскольку для твердых и жидких тел количество теплоты dQ можно записать в виде (m - масса тела; с - его удельная теплоемкость), то изменение энтропии какого-то тела системы определяется выражением: Здесь Т₁ и Т₂ - температуры начального и конечного состояний тела.

Для используемой в работе системы тел изменение энтропии равно

. (1)

Если измерить начальные температуры T_нач калориметра с водой (Т_кал = T_воды) и нагретого тела (Т_тела), и конечную температуру этой системы тел в состоянии термодинамического равновесия Т₀, то, зная массы и теплоемкости всех частей системы, можно определить изменение энтpoпии системы при ее пере­xоде от неравновесного состояния к равновесному.