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1[화공기사 필기] 19년 1회차
단열된 상자가 같은 부피로 3등분 되었는데, 2개의 상자에는 각각 아보가드로(Avogadro)수의 이상기체 분자가 들어 있고 나머지 한 개에는 아무 분자도 들어 있지 않다고 한다. 모든 칸막이가 없어져서 기체가 전체 부피를 차지하게 되었다면 이때 엔트로피 변화 값 기체 1몰 당 ΔS에 해당하는 것은?
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ΔS = R ln(2/3)
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ΔS = RT ln(2/3)
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ΔS = R ln(3/2)
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ΔS = RT ln(3/2)
해설
단열된 상자에서 이상기체가 진공으로 자유팽창하면 온도가 변하지 않는다. 따라서 엔트로피 변화는 로 구한다. 같은 종류의 기체 2몰이 전체의 2/3 부피에서 전체 부피로 팽창하므로, 1몰당 이다. 이 식에는 온도 T가 들어가지 않는다.
※ 정답 정정(2026-09-23): 종전 등록 정답 1번을 3번으로 바로잡았습니다. 기체 2몰이 2V→3V로 자유팽창하므로 1몰당 ΔS = R ln(V_f/V_i) = R ln(3V/2V) = R ln(3/2) > 0. 자유팽창은 엔트로피 증가 과정이라 R ln(2/3)(음수)은 물리적으로 불가. RT ln 형태는 차원(에너지)이 틀림.
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