2022년03월05일 35번
[기계열역학] 물 10kg을 1기압 하에서 20℃로부터 60℃까지 가열할 때 엔트로피의 증가량은 약 몇 kJ/K인가? (단, 물의 정압비열은 4.18 kJ/(kg·K) 이다.)
- ① 9.78
- ② 5.35
- ③ 8.32
- ④ 14.8
(정답률: 64%)
문제 해설
먼저, 물의 열용량은 4.18 kJ/(kg·K)이므로, 10kg의 물의 열용량은 41.8 kJ/K이다.
또한, 엔트로피 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있다.
ΔS = ∫(dq/T)
여기서 dq는 열량이고, T는 온도이다.
따라서, 물을 가열하는 과정에서 엔트로피 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있다.
ΔS = ∫(dq/T) = ∫(mcΔT/T) = mln(T2/T1)
여기서 m은 물의 질량, c는 물의 정압비열, ΔT는 온도 변화량이다.
따라서,
ΔS = 10kg × ln(333K/293K) = 10kg × ln(1.137) ≈ 5.35 kJ/K
따라서, 정답은 5.35이다.
또한, 엔트로피 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있다.
ΔS = ∫(dq/T)
여기서 dq는 열량이고, T는 온도이다.
따라서, 물을 가열하는 과정에서 엔트로피 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있다.
ΔS = ∫(dq/T) = ∫(mcΔT/T) = mln(T2/T1)
여기서 m은 물의 질량, c는 물의 정압비열, ΔT는 온도 변화량이다.
따라서,
ΔS = 10kg × ln(333K/293K) = 10kg × ln(1.137) ≈ 5.35 kJ/K
따라서, 정답은 5.35이다.
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