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1[일반기계기사 필기] 22년 2회차

0℃ 얼음 1kg이 열을 받아서 100℃ 수증기가 되었다면, 엔트로피 증가량은 약 몇 kJ/K 인가? (단, 얼음의 융해열은 336 kJ/kg이고, 물의 기화열은 2264 kJ/kg이며, 물의 정압비열은 4.186 kJ/(kg·K) 이다.)

8.6

10.2

12.8

14.4

해설

엔트로피 증가량은 세 과정의 합으로 계산한다: (1) 0℃ 얼음 → 0℃ 물, (2) 0℃ 물 → 100℃ 물, (3) 100℃ 물 → 100℃ 수증기. 
과정 1(융해, 273K에서 등온):  $\Delta S_1 = \frac{Q}{T} = \frac{336}{273} \approx 1.231 \text{ kJ/K}$  
과정 2(액체 가열, 273K ~ 373K):  $\Delta S_2 = mc\ln\frac{T_2}{T_1} = 1 \times 4.186 \times \ln\frac{373}{273} = 4.186 \times \ln(1.366) = 4.186 \times 0.312 \approx 1.306 \text{ kJ/K}$  
과정 3(기화, 373K에서 등온):  $\Delta S_3 = \frac{2264}{373} \approx 6.071 \text{ kJ/K}$  
전체 엔트로피 증가:  $\Delta S = 1.231 + 1.306 + 6.071 = 8.608 \approx 8.6 \text{ kJ/K}$

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