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1[에너지관리기사 필기] 15년 1회차

임의의 가역 사이클에서 성립되는 Clausius의 적분은 어떻게 표현되는가?

 $\oint \dfrac{dQ}{T} > 0$

 $\oint \dfrac{dQ}{T} < 0$

 $\oint \dfrac{dQ}{T} = 0$

 $\oint \dfrac{dQ}{T} \geq 0$

해설

클라우지우스 적분은 사이클을 한 바퀴 도는 동안  $\dfrac{dQ}{T}$  를 모두 합한 값으로, 엔트로피의 정의  $dS=\dfrac{dQ}{T}$  와 직결된다.
엔트로피는 상태량이므로 사이클을 돌아 처음 상태로 되돌아오면 그 변화량이 0이다. 따라서 가역 사이클에서는  $\oint\dfrac{dQ}{T}=0$  이 성립한다.
비가역 요소가 섞인 사이클에서는 같은 적분이 0보다 작아지며, 두 경우를 합쳐  $\oint\dfrac{dQ}{T}\le 0$  (클라우지우스 부등식)으로 쓴다. 반대로 이 적분이 0보다 크다는 관계는 열역학 제2법칙에 위배되어 어떤 사이클에서도 나타나지 않는다.

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