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质量为m1 温度为T1的水与质量为m2 温度为T2的水在保持压强不变下混合 设水的定压比热c
问题详情
质量为m1、温度为T1的水与质量为m2、温度为T2的水在保持压强不变下混合,设水的定压比热cp可近似看成常数.证明熵增加为
当m1=m2=m,时简化为
参考答案
证明:本题所讨论的不同温度水的混合是一个不可逆过程.但因初、终态均为平衡态,根据熵是态函数,可以引联结初、终态的可逆过程来计算熵变.注意到初、终态压强相等,引可逆等压过程是方便的.
令S1与S2分别代表初始温度为T1与T2的两部分水的熵,则总熵及熵变为
S=S1+S2, (1)
ΔS=ΔS1-ΔS2. (2)
令Tf代表混合并达到平衡后的终态的温度.对于所引的可逆等压过程,有