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termodinamica ed entropia dei liquidi

 
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Autore Messaggio
acadam
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Registrato: 11/03/05 17:55
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MessaggioInviato: Lun Nov 07, 2005 10:16 am    Oggetto: termodinamica ed entropia dei liquidi Rispondi citando

L'argomento è il cambio di entropia nei liquidi, non riesco a capire quando bisogna utilizzare
S = m Cs ln (T2 / T1)
e
S = Q / T con Q = m Cs (T2 - T1)

Ad es. in questi 2 esercizi:
I° ESERCIZIO
Aggiungendo 50 kg di acqua a 0°C a una vasca con 250 Kg di acqua a 90°C, il cambio di entropia è...
m0=250 kg T0=363k
m1=50 kg T1=273k

La temperatura media raggiunta dai liquidi è Tf=348 k

I cambi di entropia sono:
S+ = m1 Cs ln (Tf/T1) = 50*1*ln(348/273) = 12,12 kcal/k
S- = m0 Cs ln (Tf/T0) = 250*1*ln(348/363) = -10,55 kcal/k

Entropia totale=1,59 kcal/k


II° ESERCIZIO
Mescolando 1,8 kg di acqua a 10°C con 0,9 kg di acqua a 60°C, l'entropia aumenta di...
m0=1,8 kg T0=283 k
m1=0,9 kg T1=333 k

La temperatura media raggiunta dai liquidi è Tf=299,67 k

Se calcolo l'entropia come nel precedente esercizio ho
S+ = m Cs ln (Tf/T1) = 1,8*1*ln(299,67/283) = 0,103 kcal/k
S- = m Cs ln (Tf/T0) = 0,9*1*ln(299,67/333) = -0,095 kcal/k

Entropia totale=0,008 kcal/k MA IL RISULTATO E' SBAGLIATO!!

In questo caso devo trovare la variazione di calore
Q=m Cs (Tf-T0) = 30 kcal
(oppure Q=m Cs (T1-Tf) = 30 kcal)
a questo punto calcolare le entropie
S+ = Q/T0 = 30 / 283 = 106,01 kcal/k
S- = Q/T1 = 30 / 333 = -90,09 kcal/k

Entropia totale=15,9 kcal/k

Quest'ultimo risultato è corretto!! Ma perchè non devo seguire lo stesso procedimento in entrambi i casi?
(ovviamente ho provato a risolvere il primo es nello stesso modo ma esce errato)

L'unica ipotesi è che nel primo caso non c'è, forse, un'apprezzabile variazione di calore?!?!
Mi sono scervellato ma non trovo il bandolo... eppure non deve essere difficile...

Grazie. ciao
_________________
"e, in mezzo a tutto questo perdersi, c'è un uscio chiuso nell'anima
chissà se ti ricordi la tua chiave dov'è?
e, in mezzo a tutto questo sciogliersi, fa più il destino o la volontà?
E se la risposta è amore, la domanda qual è? qual è?"
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Andrea
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MessaggioInviato: Lun Nov 07, 2005 11:12 am    Oggetto: Re: termodinamica ed entropia dei liquidi Rispondi citando

acadam ha scritto:
In questo caso devo trovare la variazione di calore
Q=m Cs (Tf-T0) = 30 kcal
(oppure Q=m Cs (T1-Tf) = 30 kcal)
a questo punto calcolare le entropie
S+ = Q/T0 = 30 / 283 = 106,01 kcal/k
S- = Q/T1 = 30 / 333 = -90,09 kcal/k

Entropia totale=15,9 kcal/k

Sei sicuro della soluzione? Lo scambio di calore è di 30 KCal, ma non avviene a temperatura costante, dato che durante la cessione una sostanza si scalda e l'altra si raffredda, quindi IMHO non puoi assolutamente usare DS=Q/T !

L'unico caso in cui ho usato Q/T è quello dei depositi di calore dichiaratamente isotermi o che possono essere assunti come tali (es l'atmosfera o una grossa vasca di acqua).
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acadam
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Registrato: 11/03/05 17:55
Messaggi: 42

MessaggioInviato: Lun Nov 07, 2005 11:22 am    Oggetto: Re: termodinamica ed entropia dei liquidi Rispondi citando

Andrea ha scritto:
acadam ha scritto:
In questo caso devo trovare la variazione di calore
Q=m Cs (Tf-T0) = 30 kcal
(oppure Q=m Cs (T1-Tf) = 30 kcal)
a questo punto calcolare le entropie
S+ = Q/T0 = 30 / 283 = 106,01 kcal/k
S- = Q/T1 = 30 / 333 = -90,09 kcal/k

Entropia totale=15,9 kcal/k

Sei sicuro della soluzione? Lo scambio di calore è di 30 KCal, ma non avviene a temperatura costante, dato che durante la cessione una sostanza si scalda e l'altra si raffredda, quindi IMHO non puoi assolutamente usare DS=Q/T !

L'unico caso in cui ho usato Q/T è quello dei depositi di calore dichiaratamente isotermi o che possono essere assunti come tali (es l'atmosfera o una grossa vasca di acqua).

A dire il vero non sono sicuro del procedimento Embarassed ... ci sono arrivato a tentativi (il che non è mai bello).
Il risultato corretto è cmq 15,9 kcal/k... non trovo il modo giusto x arrivarci...
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Francesco
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MessaggioInviato: Lun Nov 07, 2005 7:48 pm    Oggetto: Rispondi citando

quoto andrea, Q/T (dalla definizione di entropia) lo puoi usare quando hai depositi q-s di calore, a volte è capitato negli esercizi ed è indicato esplicitamente, non puoi sbagliare.
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Andrea
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MessaggioInviato: Lun Nov 07, 2005 7:55 pm    Oggetto: Rispondi citando

Francesco ha scritto:
quoto andrea, Q/T (dalla definizione di entropia) lo puoi usare quando hai depositi q-s di calore, a volte è capitato negli esercizi ed è indicato esplicitamente, non puoi sbagliare.

Esatto, anche perché se non sono quasistatici non puoi risolvere l'integrale dato che le variabili termodinamiche non sono definite per stati di non equilibrio. Almeno nella nostra termodinamica classica del 1800... Cool
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acadam
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MessaggioInviato: Mer Nov 09, 2005 2:04 pm    Oggetto: Rispondi citando

Bene, molto bene. Quindi non mi sbagliavo nel procedimento. Stavolta sarà sbagliata il risultato proposto...
Grazie 1000 raga
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Andrea
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MessaggioInviato: Mer Nov 09, 2005 6:01 pm    Oggetto: Rispondi citando

acadam ha scritto:
Bene, molto bene. Quindi non mi sbagliavo nel procedimento. Stavolta sarà sbagliata il risultato proposto...
Grazie 1000 raga

Se ti riferisci alle esercitazioni di fisica tecnica può essere, qualche volta anche io sto trovando dei risultati sbagliati.
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