온도 300K인 공기를 가열하여 600K가 되었다. 초기 상태 공기의 … | [에너지관리산업기사 필기] 20년 3회차 기출문제 상세 페이지

공기의 엔트로피 변화는 $\Delta s = c_p \ln\frac{T_2}{T_1} - R \ln\frac{p_2}{p_1}$ 또는 $\Delta s = c_v \ln\frac{T_2}{T_1} + R \ln\frac{v_2}{v_1}$로 구한다. 먼저 주어진 조건에서 압력 변화를 확인하면, 이상기체식 $pv = RT$에서 $\frac{p_2}{p_1} = \frac{T_2}{T_1} \cdot \frac{v_1}{v_2} = \frac{600}{300} \times \frac{1}{2} = 1$이므로 $p_1 = p_2$(정압 과정)이다. 정압 과정에서는 $\Delta s = c_p \ln\frac{T_2}{T_1}$로 간단히 계산된다. 
문제에서 주어진 "정적비율 0.7kJ/kg·K"는 $c_p$(정압비열)을 의미하므로, $\Delta s = 0.7 \times \ln\frac{600}{300} = 0.7 \times \ln 2 = 0.7 \times 0.693 = 약 0.485 ≈ 0.5 kJ/kg\cdot K$이다. 그러나 정답이 3번(0.7)으로 제시되었다면, 문제에서 의도한 계산은 $\Delta s = c_v \ln\frac{T_2}{T_1} + R \ln\frac{v_2}{v_1} = c_v \ln 2 + 0.3 \ln 2 = (c_v + 0.3) \ln 2$에서 $c_v = 0.4$일 때 $0.7 \times 0.693 ≈ 0.485$가 되거나, 혹은 상태방정식과 엔트로피식을 결합하여 $\Delta s = c_p \ln\frac{T_2}{T_1} = 0.7 \times \ln 2 ≈ 0.7 kJ/kg\cdot K$로 근사하도록 반올림한 것으로 보인다. 실제로는 $\ln 2 \approx 0.301$(상용로그 기준)을 사용하면 $0.7 \times 0.301 ≈ 0.21$이므로 주어진 정답과 계산 간에 불일치가 있다.