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Entropie Eis <-> Wasserdampf
 
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stereo



Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402
Beitrag stereo Verfasst am: 19. Jan 2009 20:28    Titel: Entropie Eis <-> Wasserdampf Antworten mit Zitat
Wie groß ist die Entropieänderung bei der Umwandlung von 10g Eis von -20°C in Dampf von 100°C?

Ich finde keinen passenden Ansatz. Ich muss doch Wärme zuführen und zwar:

Energie bis T=0°C + Schmelzwärme + Energie bis T=100°C + Verdampfungwärme

Dann hätte ich die gesamte Arbeit berechnet, aber wie geht es weiter?
Akila



Anmeldungsdatum: 20.01.2009
Beiträge: 5
Beitrag Akila Verfasst am: 20. Jan 2009 20:51    Titel: Antworten mit Zitat
Hmm hab sowas mal in der Schule gemacht und hab folgendes in meinen Unterlagen gefunden:

Zitat:
Die Wärmemenge, die erforderlich ist, um 1 kg eines Stoffes bei gleichbleibender Temperatur vom festen in den flüssigen Zustand zu überführen wird spezifische Schmelzwärme "qs" genannt. Die Schmelzwärme hat die Einheit "kJ/kg" oder "Wh/kg"; sie ist bei den verschiedenen Stoffen unterschiedlich groß.



1 kg Eis 0°C braucht somit 332,3 kJ bzw. 92,3 Wh/kg Energie um 1kg 0° Wasser zu werden.

Schmelzwärme:

Legende:
Qs = Wärmemengel zum Schmelzen (kJ)
m = Masse des Stoffes (kg)
qs = spezifische Schmelzwärme.

Dabei ist die spezifische Schmelzwärme aus Tabellen / Büchern zu entnehmen...


Zitat:
Wird bei einem flüssigen Stoff die Siedetemperatur erreicht, so wird die weiter zugeführe Wärmemenge ausschließlich zur Umwandlung vom flüssigen in den gasfärmigen Zustand verwandt, bis alle Flüssigkeitsteilchen verdampft sind. Der so erzeuge Dampf wird als Sattdampf oder gesättigter Dampf bezeichnet; die zugehörige Temperatur Verdampfungstemperatur oder Siedetemperatur. Die bei der Verdampfung zugeführe Energie wird zum einen zur Auflockerung des molekularen Zusammenhangs (innere Verdampfungswärme) und zum anderen zur Volumenvergrößerung (äußere Verdampunfswärme) verwendet.


Verdampfungswärme = innere + äußere Verdampfungswärme.

1 kg Wasser 100°C braucht somit 2.256,5 kJ bzw. 626,8 Wh Energie um 1 kg 100°C Sattdampf zu bilden.

Verdampfungswärme:

Legende:
Qv = Wärmemenge zur Verdampfung (kJ)
m = Masse des Stoffes (kg)
r = Verdampfungswärme (kJ/kg)

Dabei ist "r" wiederum aus Büchern / Tabellen zu entnehmen.



So. Jetzt zu deinem Beispiel:

Gegeben ist

m = 10g = 0,01kg
= 0 - 20 = 20 K(elvin)
= 100 - 0 = 100 K(elvin)
= 2,10 kJ/(kg*K)
= 4,18 kJ/(kg*K)

Gesucht ist Q in kJ...

Lösung:

= 0,01 kg * 2,10 kJ/(kg*K) * 20 K = 0,42kJ
= 0,01 kg * 332,3 kJ/kg = 3,323 kJ
= 0,01 kg * 4,18 kJ/(kg*K) * 100 K = 4,18kJ
Qgesamt = 0,42 kJ + 3,323 kJ + 4,18 kJ = 7,923 kJ

So. Das wär der Schritt bis zu 100°C heißem Wasser.
Wenn du jetzt diese menge in Dampf (Sattdampf) umwandeln willst, muss du nochmal 2.256,5k kJ/kg hinzuführen:

0,01 kg * 2.256,5 kJ/kg = 22,565 kJ.

Insgesamt brauchst du dann also 30,488 kJ Energie um 10g -20°C Kaltes Eis zu 100°C heißem Dampf zu wandeln.

Hoffe das war dir ne Hilfe Augenzwinkern
stereo



Anmeldungsdatum: 27.10.2008
Beiträge: 402
Beitrag stereo Verfasst am: 20. Jan 2009 22:19    Titel: Antworten mit Zitat
Hallo,

danke für deine Arbeit - aber das hab ich schon gewusst smile

Ich soll ja die Entropieänderung ermitteln, und da weiß ich grad nicht weiter.
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