공기 2 kg이 300 K, 600kPa 상태에서 500 K, 400k… | [일반기계기사 필기] 15년 2회차 기출문제 상세 페이지

이상기체의 엔트로피 변화는 $\Delta S = m \left( c_p \ln \frac{T_2}{T_1} - R \ln \frac{P_2}{P_1} \right)$로 계산된다. 먼저 공기의 기체상수 $R = c_p - c_v = 1.004 - 0.717 = 0.287 \mathrm{kJ/(kg{\cdot}K)}$이다. 주어진 값을 대입하면 $\Delta S = 2 \left( 1.004 \ln \frac{500}{300} - 0.287 \ln \frac{400}{600} \right)$이다. 각 항을 계산하면 $\ln \frac{500}{300} = \ln 1.667 = 0.5108$, $\ln \frac{400}{600} = \ln 0.667 = -0.4055$이므로 $\Delta S = 2 \left( 1.004 \times 0.5108 - 0.287 \times (-0.4055) \right) = 2(0.5128 + 0.1164) = 2 \times 0.6292 = 1.258 \text{ kJ/K}$이다. 따라서 엔트로피 변화량은 약 1.26 kJ/K이다.