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1[건설기계설비기사 필기] 20년 2회차
클라우지우스(Clausius)의 부등식을 옳게 나타낸 것은? (단, T는 절대온도, Q는 시스템으로 공급된 전체 열량을 나타낸다.)
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해설

클라우지우스 부등식은 ∮δQT≤0\oint \dfrac{\delta Q}{T} \le 0으로 나타낸다.

사이클을 한 바퀴 돌면 엔트로피는 상태량이므로 변화가 0이지만, 비가역 사이클에서는 계가 실제로 주고받은 열을 그때의 경계온도로 나눈 총합이 0보다 작아진다. 등호는 가역 사이클일 때만 성립한다.

δQ\delta Q는 온도 TT인 경계를 통해 드나든 열이므로 반드시 TT로 나눈 형태여야 한다. 온도를 곱한 T δQT\,\delta Q 꼴은 차원부터 엔트로피(kJ/K)가 되지 않아 성립하지 않는다.

부등호가 ≥0\ge 0인 형태는 열역학 제2법칙에 정면으로 어긋난다. 사이클에 대한 이 부등식이 엔트로피를 상태량으로 정의하는 출발점이 된다.

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