외부로부터 단열시킨 이상적인 용기를 칸막이로 아래 그림과 같은 비율로 … | [변리사 1차] 12년 1회차 기출문제 상세 페이지

진공 쪽으로의 단열 자유팽창이므로 온도는 변하지 않고 엔트로피만 증가한다는 두 서술이 옳다.
그림은 단열 용기를 칸막이로 나누어 왼쪽 $1/3$ 에는 이상기체를, 오른쪽 $2/3$ 에는 진공을 둔 상태다. 칸막이를 제거해도 기체가 밀어낼 상대가 없으므로 외부에 한 일은 0이고, 단열이므로 출입한 열도 0이다. 제1법칙 $\Delta U=Q-W=0-0=0$ 이 되어 내부에너지는 그대로다.
이상기체의 내부에너지는 온도만의 함수이므로 $\Delta U=0$ 이면 온도도 변하지 않는다. 반면 부피는 $V\to 3V$ 로 늘어난 비가역 과정이라 엔트로피는 $\Delta S=nR\ln 3>0$ 만큼 증가한다.
따라서 계가 외부에 일을 한다는 서술과 내부에너지가 증가한다는 서술은 모두 성립하지 않는다.