문제 #89121

Question

100\ ℃ 건포화증기 2\ \mathrm{kg} 이 온도 30\ ℃ 인 주위로 열을 방출하여 100\ ℃ 포화액으로 되었다. 전체(증기 및 주위)의 엔트로피 변화는 약 얼마인가? (단, 100\ ℃ 에서의 증발잠열은 2257\ \mathrm{kJ/kg} 이다.)

Accepted Answer

이 문제는 열역학 제2법칙에 따라 고온에서 저온으로 열이 이동할 때 전체 계의 엔트로피가 증가하는 현상을 다룹니다. 건포화증기가 열을 방출하며 액체로 변하면서 엔트로피가 감소하지만, 이 열을 흡수하는 주위의 엔트로피는 더 크게 증가하여 전체 엔트로피 변화는 양수가 됩니다. **정답 이유:** 1. **증기의 엔트로피 변화:** 100°C 건포화증기 2kg이 100°C 포화액으로 변하면서 방출하는 열량은 $2 	ext{ kg} 	imes 2257 	ext{ kJ/kg} = 4514 	ext{ kJ}$ 입니다. 이 열이 100°C (373.15 K)에서 방출되므로 증기의 엔트로피 변화는 $-\frac{4514 	ext{ kJ}}{373.15 	ext{ K}} \approx -12.1 	ext{ kJ/K}$ 입니다. 2. **주위의 엔트로피 변화:** 방출된 열 4514 kJ은 30°C (303.15 K)의 주위로 흡수됩니다. 따라서 주위의 엔트로피 변화는 $+\frac{45

문제 1