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40℃에서 1mol의 이상기체를 10L에서 500L로 가역등온 팽창시켰… | [금속재료기사 필기] 21년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[금속재료기사 필기] 21년 2회차
40℃에서 1mol의 이상기체를 10L에서 500L로 가역등온 팽창시켰을 때, 엔트로피변화량(ΔS)은 약 몇 J/mol∙K인가? (단, 기체상수는 8.314J/molㆍK이다.)
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해설

이상기체의 등온 가역 팽창에서 엔트로피 변화는 다음 식으로 계산된다.
ΔS=nRln⁡(VfVi)\Delta S = nR\ln\left(\frac{V_f}{V_i}\right)

주어진 값을 대입하면
ΔS=1×8.314×ln⁡(50010)=8.314×ln⁡(50)\Delta S = 1 \times 8.314 \times \ln\left(\frac{500}{10}\right) = 8.314 \times \ln(50)이다.
ln⁡(50)=ln⁡(50)≈3.912\ln(50) = \ln(50) \approx 3.912이므로
ΔS=8.314×3.912≈32.52 J/mol\cdotpK\Delta S = 8.314 \times 3.912 \approx 32.52 \text{ J/mol·K}이다.

온도는 등온 과정에서 상수이므로 계산에 영향을 주지 않는다.

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