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1[자동차정비기사 필기] 15년 1회차

단열된 용기 안에 두개의 구리 블록이 있다. 블록A는 10kg, 온도 300K이고, 블록 B는 10kg, 900K이다. 구리의 비열은 0.4kJ/kg·K일 때, 두 블록을 접촉시켜 열교환이 가능하게 하고 장시간 놓아두어 최종 상태에서 두 구리 블록의 온도가 같아졌다. 이 과정 동안 시스템의 엔트로피 증가량(kJ/K)은?

1.15

2.04

2.77

4.82

해설

단열된 용기이므로 외부와 열교환이 없고, 두 블록의 최종 평형온도는 에너지 보존으로  $T_f=\frac{10(0.4)(300)+10(0.4)(900)}{10(0.4)+10(0.4)}=600\ \mathrm{K}$ 이다. 엔트로피 변화는  $\Delta S=mc\ln\frac{T_f}{T_A}+mc\ln\frac{T_f}{T_B}$ 이므로,  $\Delta S=4\ln\frac{600}{300}+4\ln\frac{600}{900}=4\ln\frac{4}{3}\approx1.15\ \mathrm{kJ/K}$ 이다. 따라서 시스템의 엔트로피 증가량은 1.15 kJ/K이다.

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