Physikalische Chemie
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Physikalische Chemie Ob Elektrochemie oder Quantenmechanik, das Feld der physikalischen Chemie ist weit! Hier könnt ihr Fragen von A wie Arrhenius-Gleichung bis Z wie Zeta-Potential stellen.

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Alt 23.03.2017, 11:24   #1   Druckbare Version zeigen
Kreszentia weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 23
Entropieänderung beim Kontakt von zwei Festkörpern unterschiedlicher Temperatur

Liebe Forumsgemeinde,

ich stehe vor einem kleinen Problem bei einer Thermodynamik-Aufgabe. Es lässt sich sicher schnell lösen, aber ich konnte einfach nicht herausfinden, wie ich da vorgehen muss. Die Angabe lautet folgendermaßen:

Ein Kupferblock von 1 kg und T=300 K wird in Kontakt mit einem Eisenblock von 0,5 kg und T=700 K gebracht. Wie groß ist die Temperatur des isolierten Systems, wenn sich das Gleichgewicht eingestellt hat? Wie groß ist die Änderung der Entropie?
cCu=0,382 kJ/kg; cFe=0,452 kJ/kg


Die Temperatur habe ich mit der Richmannschen Mischungsregel berechnet:
TM= {\frac{m1*c1*T1+m2*c2*T2}{m1*c1+m2*c2}} ={\frac{1000*300*0,382+500*700*0,452}{1000*0,382+500*0,452}}=448,7 K

Wie man die Entropie berechnet, weiß ich allerdings nicht. Ich kenne zwar die Formel {\Delta} S=R {\sum} niln(n/ni), aber ich denke nicht, dass diese hier angewendet werden soll, erstens, weil die Stoffe ja nicht wirklich gemischt werden, sondern bloß die Temperatur zwischen ihnen ausgeglichen wird, und zweitens, weil dafür die Stoffmenge bekannt sein müsste. Die Frage ist zu einer Prüfung gekommen, bei der wir kein Periodensystem zur Verfügung gestellt bekommen und bei der normalerweise nicht davon ausgegangen wird, dass wir die Molmasse von Eisen und Kupfer auswendig kennen.

Ich würde mich sehr freuen, wenn mir jemand helfen könnte!
Kreszentia ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 23.03.2017, 12:58   #2   Druckbare Version zeigen
no_body  
Mitglied
Beiträge: 611
AW: Entropieänderung beim Kontakt von zwei Festkörpern unterschiedlicher Temperatur

Die Änderung der Entropie eines abgekühlten oder erwärmten Körpers errechnet sich durch:

Delta S = n * CP * ln (T2 / T1)

Für das gesamte isolierte System müssen die beiden Entropieänderungen der beiden Körper addiert werden, was einen positiven Wert ergeben muß.
no_body ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 23.03.2017, 13:08   #3   Druckbare Version zeigen
safety  
Mitglied
Beiträge: 1.659
AW: Entropieänderung beim Kontakt von zwei Festkörpern unterschiedlicher Temperatur

Zitat:
Zitat von no_body Beitrag anzeigen
Die Änderung der Entropie eines abgekühlten oder erwärmten Körpers errechnet sich durch
Unter der Bedingung, dass die beiden Metalle keine allotropen Phasenumwandlungen durchlaufen, was bei den Temperaturen/ Temperaturdifferenzen auch erfüllt ist.
safety ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 23.03.2017, 13:29   #4   Druckbare Version zeigen
Auwi Männlich
Mitglied
Beiträge: 9.766
AW: Entropieänderung beim Kontakt von zwei Festkörpern unterschiedlicher Temperatur

Ob Du die bis zur Mischtemperatur ausgetauschten Wärmemengen über Stoffmengen und Molwärmen oder über spezifische Wärmekapazitäten und Massen berechnest, hängt von der Aufgabenstellung ab.
Bei Dir wäre das dann:
{\Delta S(Cu)=382J/(kg*K) * 1kg * ln (448,7/300)=153,8 J/K }
{\Delta S(Fe)=452J/(Kg*K)*0,5kg*ln(448,7/700)=-100,5J/K}
{\Delta S=\Delta S(Cu)+\Delta S(Fe)=53,3\,J/K}
Auwi ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 23.03.2017, 14:01   #5   Druckbare Version zeigen
Kreszentia weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 23
AW: Entropieänderung beim Kontakt von zwei Festkörpern unterschiedlicher Temperatur

Wunderbar, herzlichen Dank für eure schnelle Hilfe! Ich kenne mich jetzt aus, dank eurer gut nachvollziehbaren Antworten
Liebe Grüße und noch einen schönen Tag!
Kreszentia ist offline   Mit Zitat antworten
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Stichworte
entropie, festkörper, mischung, temperatur, thermodynamik

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