공기 1kg을 15℃로부터 80℃로 가열하여 체적이 0.8m 3 에서 0.95m 3 로 되는 과정에서의 엔트로피 변화량은? (단, 밀폐계로 가정하며, 공기의 정압비열은 1.004 kJ/kg·K 이며, 기체상수는 0.287 kJ/kg·K 이다.)

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1[에너지관리산업기사 필기] 16년 1회차

공기 1kg을 15℃로부터 80℃로 가열하여 체적이 0.8m³에서 0.95m³로 되는 과정에서의 엔트로피 변화량은? (단, 밀폐계로 가정하며, 공기의 정압비열은 1.004 kJ/kg·K 이며, 기체상수는 0.287 kJ/kg·K 이다.)

0.2 kJ/K

1.3 kJ/K

3.8 kJ/K

6.5 kJ/K

해설

정적비열은  $C_v = C_p - R = 1.004 - 0.287 = 0.717\ \mathrm{kJ/kg\cdot K}$ 이며, 온도와 체적을 변수로 한 엔트로피 변화식은  $\Delta S = m\left[C_v \ln\dfrac{T_2}{T_1} + R \ln\dfrac{V_2}{V_1}\right]$ 이다.
온도비는  $\dfrac{353}{288} \approx 1.226$ , 체적비는  $\dfrac{0.95}{0.8} \approx 1.188$ 이므로, 각 항을 계산하면  $0.717 \times \ln(1.226) + 0.287 \times \ln(1.188) \approx 0.146 + 0.049 = 0.195\ \mathrm{kJ/K}$ 로 약 0.2 kJ/K가 된다.

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