2022년03월05일 33번

[기계열역학]
물 10kg을 1기압 하에서 20℃로부터 60℃까지 가열할 때 엔트로피의 증가량은 약 몇 kJ/K 인가? (단, 물의 정압비열은 4.18 kJ/(kg·K) 이다.)

① 9.78
② 5.35
③ 8.32
④ 14.8

(정답률: 알수없음)

문제 해설

먼저, 물의 열용량은 4.18 kJ/(kg·K) 이므로, 10kg의 물의 열용량은 41.8 kJ/K 이다.

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 "5.35"이다.

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