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1[건설기계설비기사 필기] 21년 1회차
계가 비가역 사이클을 이룰 때 클라우지우스(Clausius)의 적분을 옳게 나타낸 것은? (단, T는 온도, Q는 열량이다.)
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해설

비가역 사이클에서는 클라우지우스 적분이 ∮δQT<0\oint\dfrac{\delta Q}{T}\lt 0 으로 항상 0보다 작다.

클라우지우스 부등식은 ∮δQT≤0\oint\dfrac{\delta Q}{T}\le 0 이며, 여기서 등호는 가역 사이클일 때만 성립한다.

사이클이므로 상태량인 엔트로피의 한 바퀴 변화는 ∮dS=0\oint dS=0 인데, 비가역 과정에서는 dS>δQTdS\gt \dfrac{\delta Q}{T} 이므로 적분값이 0보다 작아지고 그 차이가 곧 엔트로피 생성량이다.

적분이 0보다 크게 나오는 사이클은 열역학 제2법칙 위반이라 존재할 수 없고, 등호를 포함한 표현은 가역 사이클까지 함께 담고 있어 '비가역'만을 나타내지 못한다.

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