다음 카르노 사이클의 P-V 선도를 T-S 선도로 바르게 나타낸 것은? | [공조냉동기계기사 필기] 19년 3회차 기출문제 상세 페이지

주어진 P–V 선도는 $1\to2$ 팽창, $2\to3$ 팽창, $3\to4$ 압축, $4\to1$ 압축의 순서로 돌고, $S=C$ 표기가 2→3 과 4→1 구간에 붙어 있다. 따라서 1→2 는 고온 등온팽창, 2→3 은 단열팽창, 3→4 는 저온 등온압축, 4→1 은 단열압축인 카르노 사이클이다.
T–S 선도에서 등온과정은 수평선, 단열(등엔트로피)과정은 수직선이므로 카르노 사이클은 반드시 직사각형으로 나타난다. 평행사변형처럼 비스듬한 변을 가진 선도는 후보가 될 수 없다.
방향을 따라가 보면 1→2 등온팽창은 엔트로피가 커지므로 고온 수평선을 따라 오른쪽으로, 2→3 단열팽창은 온도만 내려가므로 아래로, 3→4 등온압축은 엔트로피가 줄어 저온 수평선을 따라 왼쪽으로, 4→1 단열압축은 위로 향한다.
그러므로 1이 왼쪽 위, 2가 오른쪽 위, 3이 오른쪽 아래, 4가 왼쪽 아래에 놓이고 화살표가 시계방향으로 도는 직사각형 T–S 선도가 옳다. 같은 직사각형이라도 1→2 가 아래로 내려가며 반시계방향으로 도는 선도는 열을 저온에서 흡수하는 역사이클이 되어 맞지 않는다.