단열된 용기 안에 두 개의 구리블록이 있다. 브록 A는 10kg, 온도… | [공조냉동기계기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 15년 1회차

단열된 용기 안에 두 개의 구리블록이 있다. 브록 A는 10kg, 온도 300 K이고, 블록 B는 10kg, 900 K이다. 구리의 비열은 0.4kJ/kgㆍK일 때, 두 블록을 접촉시켜 열교환이 가능하게 하고 장시간 놓아두어 최종 상태에서 두 구리 블록의 온도가 같아졌다. 이 과정 동안 시스템의 엔트로피 증가량(kJ/K)은?

1.15

2.04

2.77

4.82

해설

두 블록의 질량과 비열이 같으므로 최종 평형온도는  $T_f = \dfrac{T_A+T_B}{2} = \dfrac{300+900}{2} = 600\ \text{K}$  이다.
각 블록의 엔트로피 변화는  $\Delta S = mc\ln\dfrac{T_f}{T_i}$  로 구하며, A블록은  $10 \times 0.4 \times \ln\dfrac{600}{300} \approx 2.77\ \text{kJ/K}$ , B블록은  $10 \times 0.4 \times \ln\dfrac{600}{900} \approx -1.62\ \text{kJ/K}$  이다.
따라서 전체 계의 엔트로피 증가량은  $2.77 + (-1.62) \approx 1.15\ \text{kJ/K}$  가 된다.

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