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1[에너지관리기사 필기] 20년 3회차

97℃로 유지되고 있는 항온조가 실내 온도 27℃인 방에 놓여 있다. 어떤 시간에 1000kJ의 열이 항온조에서 실내로 방출되었다면 다음 설명 중 틀린 것은?

항온조속의 물질의 엔트로피 변화는 –2.7 kJ/K 이다.

실내 공기의 엔트로피의 변화는 약 3.3 kJ/K 이다.

이 과정은 비가역적이다.

항온조와 실내 공기의 총 엔트로피는 감소하였다.

해설

항온조(고온부, 약 370 K)가 잃는 엔트로피는  $\Delta S_1=-\dfrac{Q}{T_1}=-\dfrac{1000}{370}\approx-2.7\ \mathrm{kJ/K}$ 이고, 실내 공기(저온부, 약 300 K)가 얻는 엔트로피는  $\Delta S_2=\dfrac{Q}{T_2}=\dfrac{1000}{300}\approx3.3\ \mathrm{kJ/K}$ 이다.
온도차가 있는 두 물체 사이의 열전달이므로 이 과정은 비가역 과정이며, 전체 엔트로피 변화는  $\Delta S_1+\Delta S_2\approx-2.7+3.3=+0.6\ \mathrm{kJ/K}$ 로 증가한다.
따라서 총 엔트로피가 감소했다는 설명은 비가역 과정에서 고립계의 엔트로피가 증가한다는 열역학 제2법칙에 어긋나므로 틀린 내용이다.

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