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1[에너지관리기사 필기] 18년 2회차
밀폐계에서 비가역 단열과정에 대한 엔트로피 변화를 옳게 나타낸 식은? (단, S는 엔트로피, CP는 정압비열, T는 온도, R은 기체상수, P는 압력, Q는 열량을 나타낸다.)
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dS=0
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dS＞0
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해설
단열과정에서는 계와 주위 사이의 열 출입이 없으므로 δQ = 0이다. 여기에 클라우지우스 부등식 dS ≥ δQ/T 를 적용하면 dS ≥ 0 이 되고, 등호는 가역 단열(등엔트로피)일 때만 성립한다.
따라서 비가역 단열과정에서는 마찰·교축 등 내부 비가역성 때문에 엔트로피가 반드시 생성되므로 dS > 0 이다. 밀폐계라 물질의 출입이 없어도 내부 비가역성만으로 엔트로피는 증가한다.
보기에 함께 제시된 dS = 0 은 가역 단열(등엔트로피)과정을, dS = δQ/T 는 가역과정에 한해 성립하는 엔트로피 정의식을 나타낸다. dS = CP(dT/T) − R(dP/P) 는 이상기체의 일반적인 엔트로피 변화식일 뿐 '단열이면서 비가역'이라는 조건을 담고 있지 않다.
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