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高大忙

铁杆木虫 (职业作家)
★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
冰点降温: 金币+5, ICEPI+1, 非常精彩的回帖，感谢回帖交流。 2017-08-18 15:01:19
首先明确题目研究的是哪一个体系，通过题目可判断出，是取冰和水总体为体系，研究的是冰和水同外界环境的热交换，而不是冰或水从对方吸收的热量。
这样就明确了研究体系，由于题目中指明是“冰立即熔化”，表明这个过程是很快的过程，所以体系和外部环境间的热交换可以忽略，即可认为体系是绝热体系，Q=0，这是等压变化，所以△H=Q=0。冰熔化后变成水，体积会变成原来的90%，利用W=-p△V，可以计算出环境对体系做的体积功，这样△U=Q+W=W。
本题的难点在于求熵变。要求熵变就要先求出体系的末态温度T。由于体系的总焓变可以看做是0℃的冰先熔化成0℃的水，然后0℃的水再升温到T，所以整个过程的焓变△H=△H(冰熔化)+Cpm×1/18mol×(T-0℃)+Cpm×10/18mol×(T-100℃)=0，解方程可以得到末温T。
然后求熵变。也是分为两部分求，一是1g冰熔化+由0℃升温至T，另一部分是10g沸水由100℃降为T，将这两部分相加即为体系总熵变。
1g冰：△S1=△H(冰熔化)/273K+Cp×ln(T/273K)，是冰的熔化熵变加上升温熵变。注意这里△H和Cp等于题目给出的相应摩尔量再乘以1/18mol。
10g沸水：△S2=Cp×ln(T/373K)。这里Cp也是摩尔热容Cpm乘以10/18mol。
总熵变△S=△S1+△S2。
算出来你会发现△S＞0。根据克劳修斯不等式，△S＞Q/T者为自发，由于Q就是0，所以Q/T也是0，满足不等式，所以这个过程是自发的。

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挥不去的思念
2楼2017-08-18 11:59:53
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