０度の水と氷におけるエントロピー変化

質問

０度より高い温度の水に断熱容器容器の中で、０度の水と０度の氷をそれぞれ加えた場合、エントロピー変化には、どのような違いが生じるのですか？それとも同じでしょうか？
０度という条件は同じですが、水の状態は液体と固体の違いがあることを考えると、どのように理解すればよいか、またエントロピー変化の計算が分かりません。
どうかよろしくお願いいたします。

回答No.2

konta23 · ベストアンサー

温度の異なる2つの物質(低温の方をT1[K]、高温の方をT2[K])の間で、熱ΔQ[J]がやりとりされたとき、エントロピーの変化ΔSは、
　ΔS=ΔQ(1/T1-1/T2)
となります。0[℃]の水ならそのまま計算すればいいですが、0[℃]の氷の場合は1段階を経なければなりませんね。
氷を0[℃]より高い温度の水に加えれば、その水は、まず氷が0[℃]の水に融けるために潜熱(Qw)を奪われます。その分をΔQ-Qwと加味した上で、0[℃]の水の場合と同様の計算をすればよいと思います。

お礼

ご回答くださってありがとうございます！
潜熱(Qw)というものがあるんですね。
恥ずかしながら、初めてしりました。

大変助かりました。ご参考にさせていただきます！！

回答No.3

konta23

No.2です。
勝手に補足させていただきますと、液体が蒸発するときに周囲から奪う気化熱も、潜熱の一種です。

回答No.1

noname#62864

０℃の水を加えるのと氷を加えるのでは、平衡になった後の温度が異なります。その意味で、ご質問の意味がよくわかりません。

ちなみに、０℃の水と氷では当然、エントロピーが異なります。
氷が、溶けるときのエントロピー変化は、氷の融解熱と、体積変化に伴って外部から受けた仕事によるエネルギーの差を絶対温度(273K)で割れば出てくるでしょう。
ΔU = -pΔV + TΔS

それに加えて、溶けた後の温度変化にともなうエントロピー変化を考慮すれば良いのではないでしょうか。
その場合、温度は一定ではありませんので、273Kから最終温度までdTで積分することになると思います。
水の熱容量も関係してきますね。

詳細に関しては、物理化学や熱力学関係の本を読む必要があるでしょうね。

http://www.phys.chuo-u.ac.jp/private/ishida/MP/phenom/therm.htm

お礼

ありがとうございます。
ご参考にさせていただきます。