공기가 압력 1MPa, 체적 0.4m 3 인 상태에서 50℃의 등온 과정으로 팽창하여 체적이 4배로 되었다. 엔트로피의 변화는 약 몇 kJ/K 인가?

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1[에너지관리기사 필기] 21년 3회차

공기가 압력 1MPa, 체적 0.4m³인 상태에서 50℃의 등온 과정으로 팽창하여 체적이 4배로 되었다. 엔트로피의 변화는 약 몇 kJ/K 인가?

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해설

등온과정에서 이상기체의 엔트로피 변화는  $\Delta S = \dfrac{P_1V_1}{T_1}\ln\dfrac{V_2}{V_1}$ 로 구할 수 있다.
초기 상태에서  $P_1V_1 = 1000\ \mathrm{kPa}\times0.4\ \mathrm{m^3} = 400\ \mathrm{kJ}$ ,  $T_1 = 50+273 = 323\ \mathrm{K}$ 이므로  $\dfrac{P_1V_1}{T_1} \approx 1.238\ \mathrm{kJ/K}$ 이다.
체적이 4배로 팽창했으므로  $\Delta S = 1.238\times\ln4 \approx 1.72\ \mathrm{kJ/K}$ 로 계산된다.

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