다음 카르노 사이클의 P-V선도를 T-S선도로 바르게 나타낸 것은? | [공조냉동기계기사 필기] 16년 3회차 기출문제 상세 페이지

문제의 P–V 선도에는 왼쪽 위 상태 1에서 오른쪽으로 팽창해 2로 가고, 2에서 3으로 내려가는 구간과 4에서 1로 올라가는 구간에 $S=C$ 가 적혀 있다. 즉 $1\rightarrow2$ 는 고온 등온팽창, $2\rightarrow3$ 은 단열(등엔트로피)팽창, $3\rightarrow4$ 는 저온 등온압축, $4\rightarrow1$ 은 단열압축인 카르노 사이클이다.
T–S 선도에서는 등온과정이 수평선, 단열(등엔트로피)과정이 수직선이 되므로 카르노 사이클은 반드시 직사각형으로 그려진다.
방향까지 따지면, 등온팽창에서는 열을 받아 엔트로피가 늘어나므로 고온 수평선 위를 오른쪽으로 이동하고, 이어지는 단열팽창에서는 엔트로피가 일정한 채 온도만 내려간다. 저온 등온압축에서는 열을 버려 엔트로피가 줄어 왼쪽으로 이동하고, 마지막 단열압축에서 온도가 올라가 처음으로 돌아온다.
따라서 옳은 선도는 상태 1이 왼쪽 위, 2가 오른쪽 위, 3이 오른쪽 아래, 4가 왼쪽 아래에 놓여 시계 방향으로 순환하는 직사각형이다. 모양은 같은 직사각형이어도 1에서 곧바로 아래로 내려가 반시계 방향으로 도는 것은 저온부에서 열을 받아 고온부로 버리는 역카르노(냉동) 사이클이 되어 맞지 않고, 네 변이 비스듬한 곡선으로 이어진 평행사변형 모양은 등온선이 수평·단열선이 수직이라는 성질을 어겨 틀린다.