2003년08월31일 25번
[기계열역학] 50℃에 있는 물 1 ㎏ 과 20℃에 있는 물 2 ㎏ 을 일정 압력하에서 단열혼합시켜 물의 온도가 30℃가 되었다. 물의 정압비열은 Cp = 4.2 kJ/kg.K로서 항상 일정하다고 할 때 이 혼합 과정의 전 엔트로피 변화는 몇 kJ/K 인가?
- ① 0.0282
- ② 0.0134
- ③ -268.4
- ④ 281.8
(정답률: 25%)
문제 해설
먼저, 물의 엔트로피 변화는 다음과 같이 계산할 수 있다.
ΔS = mCp ln(T2/T1)
여기서, m은 물의 질량, Cp는 정압비열, T1은 혼합 이전의 물의 온도, T2는 혼합 이후의 물의 온도이다.
따라서, 물의 질량은 1kg + 2kg = 3kg 이다.
물의 온도가 30℃가 되었으므로, T2 = 30℃ = 303K 이다.
또한, 물의 정압비열은 Cp = 4.2 kJ/kg.K 이므로, Cp를 그대로 대입할 수 있다.
따라서, ΔS = 3kg × 4.2 kJ/kg.K × ln(303K/50K) = 0.0134 kJ/K 이다.
따라서, 정답은 "0.0134" 이다.
ΔS = mCp ln(T2/T1)
여기서, m은 물의 질량, Cp는 정압비열, T1은 혼합 이전의 물의 온도, T2는 혼합 이후의 물의 온도이다.
따라서, 물의 질량은 1kg + 2kg = 3kg 이다.
물의 온도가 30℃가 되었으므로, T2 = 30℃ = 303K 이다.
또한, 물의 정압비열은 Cp = 4.2 kJ/kg.K 이므로, Cp를 그대로 대입할 수 있다.
따라서, ΔS = 3kg × 4.2 kJ/kg.K × ln(303K/50K) = 0.0134 kJ/K 이다.
따라서, 정답은 "0.0134" 이다.
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