2007년09월02일 30번
[기계열역학] 물 10kg을 1기압 하에서 20℃로부터 60℃까지 가열할 때 엔트로피의 증가량은? (단, 물의 정압 비열은 4.18 kJ/kgK이다.)
- ① 9.78 kJ/K
- ② 5.35 kJ/K
- ③ 8.32 kJ/K
- ④ 41.8 kJ/K
(정답률: 55%)
문제 해설
먼저, 엔트로피 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있다.
ΔS = ∫(Q/T)dT
여기서 Q는 열량, T는 온도이다. 따라서, 물을 가열하는 과정에서 엔트로피 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있다.
ΔS = ∫(Q/T)dT = ∫(mcΔT/T)dT
여기서 m은 물의 질량, c는 물의 정압 비열, ΔT는 온도 변화량이다. 따라서, 위 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.
ΔS = ∫(mcΔT/T)dT = m*c*ln(T2/T1)
여기서 T1은 초기 온도 (20℃ + 273.15K = 293.15K), T2는 최종 온도 (60℃ + 273.15K = 333.15K)이다. 따라서,
ΔS = 10kg * 4.18 kJ/kgK * ln(333.15K/293.15K) = 5.35 kJ/K
따라서, 정답은 "5.35 kJ/K"이다.
ΔS = ∫(Q/T)dT
여기서 Q는 열량, T는 온도이다. 따라서, 물을 가열하는 과정에서 엔트로피 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있다.
ΔS = ∫(Q/T)dT = ∫(mcΔT/T)dT
여기서 m은 물의 질량, c는 물의 정압 비열, ΔT는 온도 변화량이다. 따라서, 위 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.
ΔS = ∫(mcΔT/T)dT = m*c*ln(T2/T1)
여기서 T1은 초기 온도 (20℃ + 273.15K = 293.15K), T2는 최종 온도 (60℃ + 273.15K = 333.15K)이다. 따라서,
ΔS = 10kg * 4.18 kJ/kgK * ln(333.15K/293.15K) = 5.35 kJ/K
따라서, 정답은 "5.35 kJ/K"이다.
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