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1[공조냉동기계기사 필기] 20년 1회차
이상기체 1kg을 300K, 100kPa에서 500K까지 “PVn=일정”의 과정(n=1.2)을 따라 변화시켰다. 이 기체의 엔트로피 변화량(kJ/K)은? (단, 기체의 비열비는 1.3, 기체상수는 0.287kJ/(kgㆍK)이다.)
1
-0.244
2
-0.287
3
-0.344
4
-0.373
해설

폴리트로픽 과정(PVn=PV^n=일정)의 비열은 cn=cvγ−n1−nc_n=c_v\dfrac{\gamma-n}{1-n}으로 구한다.

cv=Rγ−1=0.2870.3≈0.957kJ/(kg⋅K)c_v=\dfrac{R}{\gamma-1}=\dfrac{0.287}{0.3}\approx0.957\text{kJ/(kg}\cdot\text{K)}이고, n=1.2n=1.2, γ=1.3\gamma=1.3이므로 cn≈0.957×0.1−0.2≈−0.478kJ/(kg⋅K)c_n\approx0.957\times\dfrac{0.1}{-0.2}\approx-0.478\text{kJ/(kg}\cdot\text{K)}이다.

엔트로피 변화량은 ΔS=cnln⁡T2T1=−0.478×ln⁡500300≈−0.244kJ/K\Delta S=c_n\ln\dfrac{T_2}{T_1}=-0.478\times\ln\dfrac{500}{300}\approx-0.244\text{kJ/K}로 계산된다.

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