2011년06월12일 36번

[기계열역학]
다음 중 이상기체의 교측(스로틀)과정에 대한 사항으로서 틀린 것은?

① 엔탈피 변화가 없다.
② 온도의 변화가 없다.
③ 엔트로피의 변화가 없다.
④ 비가역 단열과정이다.

(정답률: 28%)

문제 해설

정답은 "엔탈피 변화가 없다." 이다.

이상기체의 교측(스로틀)과정은 비가역 단열과정으로, 엔트로피의 증가가 일어난다. 이는 엔트로피가 시스템 내부에서 불균일하게 분포되어 있는 상태에서 균일한 상태로 변하는 과정이기 때문이다. 따라서 "엔트로피의 변화가 없다."는 올바른 설명이다.

온도의 변화가 없는 이유는 이상기체의 경우 분자간 충돌이 완전히 탄성충돌로 가정되기 때문에 내부에 열이 전달되지 않아 온도가 변하지 않는다.

엔탈피 변화가 없는 것은 엔탈피가 내부에 저장된 열과 일을 합한 것인데, 이상기체의 경우 내부에 저장된 열이 없기 때문이다.

비가역 단열과정이기 때문에 일을 하면서 열이 내부에서 완전히 전달되지 않아 열의 입출력이 없다. 따라서 엔트로피의 증가가 일어나는 것이다.

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