2016년10월01일 39번

[기계열역학]
온도가 300K이고, 체적이 1m³, 압력이 105N/m²인 이상기체가 일정한 온도에서 3×10⁴J의 일을 하였다. 계의 엔트로피 변화량은?

① 0.1 J/K
② 0.5 J/K
③ 50 J/K
④ 100 J/K

(정답률: 54%)

문제 해설

일정한 온도에서의 엔트로피 변화량은 ΔS = Q/T 이다. 여기서 Q는 시스템이 받은 열이고, T는 시스템의 온도이다. 이 문제에서는 시스템이 3×10^4 J의 일을 하였으므로, 시스템이 받은 열은 -3×10^4 J이다. 이는 시스템이 일을 한 것이므로 부호가 반대이다. 또한, 시스템의 온도는 300K이다. 따라서 ΔS = -3×10^4 J / 300K = -100 J/K 이다. 부호가 음수인 이유는 시스템이 일을 한 것이므로 엔트로피가 감소했기 때문이다. 따라서 정답은 "100 J/K"이다.

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