27°C, 1atm의 질소 14g을 일정 체적에서 압력이 2배가 되도록… | [화공기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지

일정 체적에서의 엔트로피 변화는 $\Delta S = nC_V\ln\frac{T_2}{T_1}$로 구한다. 먼저 초기·최종 온도를 구하면, 일정 체적에서 이상기체는 $\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}$이므로 $T_2 = T_1 \times \frac{P_2}{P_1} = 300 \times 2 = 600\text{ K}$이다. 
질소(N₂)의 몰 열용량은 $C_V = C_P - R = 7 - 2 = 5\mathrm{cal/mol{\cdot}K}$이고(R = 2 cal/mol·K), 몰수는 $n = \frac{14\text{ g}}{28\text{ g/mol}} = 0.5\text{ mol}$이다. 
$\Delta S = 0.5 \times 5 \times \ln\frac{600}{300} = 2.5 \times \ln 2 = 2.5 \times 0.693 = 1.74\text{ cal/K}$이므로 엔트로피는 증가한다.