계가 비가역 사이클을 이룰 때 클라우지우스(Clausius)의 적분을 … | [건설기계설비기사 필기] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

클라우지우스 부등식은 비가역 과정에서 엔트로피 변화가 항상 열량을 절대온도로 나눈 값보다 크다는 열역학 제2법칙의 수학적 표현이다. 순환 과정(사이클)에서 엔트로피는 초기 상태와 최종 상태가 같으므로 변화가 0이며, 이를 적분 형태로 나타내면 $\oint \frac{\mathrm{d}Q}{T} < 0$이다. 여기서 부등호가 '<'인 이유는 비가역 과정에서 계가 방출하는 열(음의 Q)이 받는 열(양의 Q)보다 상대적으로 더 크기 때문이고, 가역 과정의 극한에서만 등호가 성립한다. 따라서 비가역 사이클의 클라우지우스 적분은 항상 음수이다.