Agua y hielo con una barrera

Question

Supongamos que tenemos un experimento con dos contenedores, uno con hielo a 0°C y el otro con agua a 0°C (masas iguales), y un conductor térmico barrera (también a 0°C) en contacto con el agua y el hielo, y en entre ellos. Todo el experimento en sí está aislado del medio ambiente.

¿Cuál es el estado final del sistema? ¿Siguen siendo las mismas, porque sin diferencia de temperatura no hay flujo de calor? O paseo aleatorio sí mismo de alguna manera a un estado final con 50/50 de agua/hielo en ambos lados?

Answer 1

Cuando el sistema ha evolucionado hacia el equilibrio térmico han maximizado su entropía. Tener una gran cantidad de energía concentrada en uno de los vasos corresponde a un estado de baja entropía. Por lo tanto se moverá el sistema a un estado donde la energía se extiende por los dos vasos.

Tenga en cuenta que no hay diferencia de temperatura es necesaria para lograrlo. Como en cualquier sistema termodinámico en un nivel microscópico habrá continuos intercambios de calor y hacia atrás entre los dos vasos.

Answer 2

Ellos permanecerán sin cambios. La entropía en cada contenedor no va a cambiar si se observa la ecuación donde no hay intercambio de calor. $$dS=\frac{\delta Q}{T}$$

Si cambian a 50%-50%, luego en un contenedor de necesidades para dar calor o a tomar calor hacia o desde el otro contenedor, lo que no vemos.

Si no hay ninguna barrera, luego se mezcla al 50%-50%. El incremento de entropía. El aumento no es debido al intercambio de calor, pero debido al aumento del número de micro-estado .

Esto es algo así como se tienen dos recipientes con bolas rojas en un recipiente y bolas negras en el otro. Si no la mezcla de ellos, sino poner de lado a lado, la entropía no va a cambiar. Así que la mezcla es la clave con distracción de calor elemento en el problema.