Лабораторна робота № 29

 

ВИЗНАЧЕННЯ ЗМІНИ ЕНТРОПІЇ В ПРОЦЕСІ НАГРІВАННЯ І ПЛАВЛЕННЯ ОЛОВА

 

Мета роботи:визначення зміни ентропії за фазового

переходу першого роду на прикладі

плавлення олова.

Обладнання:експериментальна установка ФПТ 1-11.

Теоретичні відомості

Фазовий перехід першого роду - це фазове перетворення, яке супрово­джується поглинанням або виділенням деякої кількості прихованої теплоти та зміною питомого об'єму речовини; температура переходу залишається сталою і залежить від тиску. Отже, для розплавлення деякої маси т речовини, що знахо­диться при температурі плавлення Т _П, необхідно витратити кількість теплоти

 

Q _П = λ · m, (29.1)

 

де λ - питома теплота плавлення даної речовини.

Ентропією зветься така функція стану термодинамічної системи, дифере­нціал якої dS в оборотному процесі дорівнює відношенню нескінченно малої кі­лькості теплоти δQ наданої системі, до термодинамічної температури Т системи:

 

. (29.2)

Ентропія завжди визначається з точністю до сталої величини, тому зміст має лише її зміна при переході системи зі стану 1до стану 2:

 

. (29.3)

 

Процес плавлення олова проходить за сталої температури Т=Т_П і, отже, є ізотермічним. Зміну ентропії у такому процесі можна знайти за формулою (29.3):

 

.

 

З виразу (29.3) випливає, що зміну ентропії при нагріванні і плавленні олова можна визначити як суму зміни ентропії при нагріванні його від початкової температури Т _Кдо температури плавлення Т _П та при плавленні олова:

 

.

 

Враховуючи, що δQ _H = c ·m·dt, і беручи до уваги формулу (29.1), отримуємо

або

, (29.4)

 

де с і λ - питома теплоємність та питома теплота плавлення олова.

Формула (29.4) може бути використана для експериментального визначення зміни ентропії при нагріванні та плавленні олова після вимірювання зна­чень температур Т _Кі Т _П.