0188-2ACh2. Variation d’entropie Mélanges liquide/liquide et liquide/glace 

Mélange de deux liquides : Cas₁

On mélange, à pression constante, une masse m₁ = 0,5 kg de pétrole, à la température T₁ = 77 °C, avec une masse m₂ = 2 kg de pétrole à la température T₂ = 17 °C (voir figure ci-dessus Cas₁). On donne la chaleur massique du pétrole : c = 2,1 J.K^-1.g^-1.

Déterminer (expression et application numérique) :

1-) la température d’équilibre T en fonction de m₁, m₂, T₁ et T₂ ;
2-) la variation d’entropie du mélange en fonction de m₁, m₂, T₁, T₂, c et T.

Mélange d’un liquide et d’un solide avec changement de phase : Cas₂

On donne la capacité thermique massique de l’eau : c₁ = 4,2 J.K^-1.g^-1 ; la capacité thermique massique de la glace : c₂ = 2,15 J.K^-1.g^-1 ; la chaleur latente de fusion de la glace à T₀ = 273 K,  L_f = 336 J.g^-1.

On mélange maintenant à pression atmosphérique, m₁ = 10 kg d’eau, à la température T₁ = 27 °C et m₂ = 1 kg de glace, à la température T₂ = -10 °C (voir figure ci-dessus Cas₂).

Déterminer (expression et application numérique) :

3-) La température d’équilibre T en fonction de m₁, m₂, c₁, c₂, L_f, T₁, T₂ et T₀ ;
4-) La variation d’entropie du mélange en fonction des données précédentes et de T.