4kg의 공기가 들어 있는 체적 0.4m3의 용기(A)와 체적이 0.2… | [일반기계기사 필기] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 17년 1회차

4kg의 공기가 들어 있는 체적 0.4m³의 용기(A)와 체적이 0.2m³인 진공의 용기(B)를 밸브로 연결하였다. 두 용기의 온도가 같을 때 밸브를 열어 용기 A와 B의 압력이 평형에 도달했을 경우, 이 계의 엔트로피 증가량은 약 몇 J/K인가? (단, 공기의 기치상수는 0.287kJ/(kgㆍK)이다.)

712.8

595.7

465.5

348.2

해설

계의 엔트로피 증가량은 약 465.5 J/K이다.
진공 용기로의 자유팽창이므로 온도는 변하지 않고, 공기가 차지하는 체적만 0.4 m³에서 0.6 m³로 늘어난다. 엔트로피 증가는  $\Delta S=mR\ln\dfrac{V_2}{V_1}$ 로 구한다.
 $\Delta S=4\times0.287\times\ln\dfrac{0.6}{0.4}\approx0.4655\ \mathrm{kJ/K}=465.5\ \mathrm{J/K}$

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