이상기체인 공기 2kg이 300K, 600kPa상태에서 500K, 40… | [일반기계기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 21년 3회차

이상기체인 공기 2kg이 300K, 600kPa상태에서 500K, 400kPa 상태로 변화되었다. 이 과정 동안의 엔트로피 변화량은 약 몇 kJ/K인가? (단, 공기의 정적비열과 정압비열은 각각 0.717kJ/(kg·K)과 1.004kJ/(kg·K)로 일정하다.)

0.73

1.83

1.02

1.26

해설

이상기체의 엔트로피 변화량은 온도항과 압력항의 합으로 구하며 계산 결과는 약 1.26 kJ/K이다.
 $\Delta S = m\left[c_p \ln\dfrac{T_2}{T_1} - R\ln\dfrac{P_2}{P_1}\right]$ , 여기서  $R=c_p-c_v=1.004-0.717=0.287\ \mathrm{kJ/(kg\cdot K)}$ 이다.
 $\Delta S = 2\left[1.004\ln\dfrac{500}{300}-0.287\ln\dfrac{400}{600}\right] \approx 2(0.513+0.116)\approx1.26\ \mathrm{kJ/K}$

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