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1[7급 국가직 화학개론] 25년 1회차
온도 300 K인 1 mol의 이상 기체가 등온 가역 과정으로 압력이 2배가 되었을 때, 주위의 엔트로피 변화[J K-1]는? (단, 기체 상수 R = 8.3 J K-1 mol-1이고, ln2 = 0.7이다)
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-1,743
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-5.81
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5.81
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1,743
해설

주위의 엔트로피 변화는 +5.81 J/K이다.

등온에서 압력이 2배면 부피는 절반이므로 계의 변화는 ΔSsys=nRln⁡P1P2=1×8.3×(−0.7)=−5.81 J K−1\Delta S_{sys} = nR\ln\dfrac{P_1}{P_2} = 1 \times 8.3 \times (-0.7) = -5.81\ \mathrm{J\,K^{-1}}

가역 과정은 ΔSsys+ΔSsurr=0\Delta S_{sys} + \Delta S_{surr} = 0이므로 ΔSsurr=+5.81 J K−1\Delta S_{surr} = +5.81\ \mathrm{J\,K^{-1}}이다.

  • −5.81: 계의 엔트로피 변화로, 주위와 부호가 반대다.
  • −1,743: RTln⁡2RT\ln 2로 구한 열의 크기(J)로 엔트로피 단위가 아니다.
  • +1,743: 마찬가지로 열의 크기이며 온도로 나누지 않은 값이다.

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