87℃의 물 1kg과 27℃의 물 1kg이 열의 손실 없이 직접 혼합될… | [공조냉동기계기사 필기] 24년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 24년 3회차

87℃의 물 1kg과 27℃의 물 1kg이 열의 손실 없이 직접 혼합될 때 생기는 엔트로피의 차로서 가장 적절한 것은? (단, 물의 비열은 4.18kJ/kg·K로 한다)

0.035 kJ/K

1.36 kJ/K

4.22 kJ/K

5.02 kJ/K

해설

같은 질량의 물이 혼합되므로 평형온도는 산술평균인 57  $^\circ\mathrm{C}$ (330 K)이다. 전체 엔트로피 변화는  $\Delta S=mc\ln\dfrac{T_f}{T_1}+mc\ln\dfrac{T_f}{T_2}$ 이므로  $\Delta S=4.18\left(\ln\dfrac{330}{360}+\ln\dfrac{330}{300}\right)=4.18(-0.0870+0.0953)\approx 0.035\,\mathrm{kJ/K}$ 이다. 유한 온도차 혼합은 비가역이므로 결과가 양(+)으로 나오는 것이 타당하다.

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