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공기 3kg이 300K에서 650K까지 온도가 올라갈 때 엔트로피 변화… | [건설기계설비기사 필기] 19년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 19년 2회차
공기 3kg이 300K에서 650K까지 온도가 올라갈 때 엔트로피 변화량(J/K)은 얼마인가? (단, 이 때 압력은 100kPa에서 550kPa로 상승하고, 공기의 정압비열은 1.005kJ/kgㆍK, 기체상수는 0.287kJ/kgㆍK이다.)
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해설

공기(이상기체)의 엔트로피 변화량은 ΔS=m(cpln⁡T2T1−Rln⁡P2P1)\Delta S = m\left(c_p \ln\dfrac{T_2}{T_1} - R \ln\dfrac{P_2}{P_1}\right)로 구한다.

ln⁡650300≈0.773\ln\dfrac{650}{300} \approx 0.773, ln⁡550100≈1.705\ln\dfrac{550}{100} \approx 1.705이므로 ΔS=3×(1.005×0.773−0.287×1.705)\Delta S = 3\times(1.005\times0.773 - 0.287\times1.705)이다.

괄호 안은 0.7771−0.4892≈0.2880.7771-0.4892 \approx 0.288이므로 ΔS≈3×0.288≈0.8635 kJ/K\Delta S \approx 3\times0.288 \approx 0.8635\ \mathrm{kJ/K}, 즉 약 863 J/K863\ \mathrm{J/K}이다.

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