이상기체의 부피와 엔트로피 변화

이상기체의 부피와 엔트로피 변화

 

 

일정 온도에서 1.2 g 산소 기체의 부피가 2.2 L에서 3.5 L로 증가했을 때, 엔트로피 변화는?

 

 

What is the entropy change when the volume of 1.2 g of O2 increases from 2.2 L to 3.5 L at a constant temperature? Assume that O2 behaves as an ideal gas.

 

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이상기체일 경우:

 

즉, 일정 온도에서 부피 변화에 따른 내부 에너지의 변화는 0입니다.

If we assume the internal energy U only depends on temperature, then at constant temperature U is also constant.

 

 

 

맥스웰 관계식으로부터, 내부 에너지는 다음과 같습니다.

From Maxwell relations,

dU = TdS - PdV

 

 

 

일정 온도에서 내부 에너지 변화는 0이므로,

If U is constant, then dU = 0.

 

 

0 = TdS - PdV

TdS = PdV

 

 

 

엔트로피 변화를 정의하는 식입니다.

This is the equation for the entropy change.

 

 

 

이상기체방정식을 위 식에 대입하면,

Ideal gas law: PV = nRT, so P = nRT / V.

 

 

 

 

위 식을 적분하면,

integrate this equation.

 

 

 

ΔS = nR ln(V_f / V_i)

 

V_f and V_i denote the final and initial volume, respectively.

 

 

 

 

산소의 몰질량으로부터 몰수를 구합니다.

Molar mass of O2 = 32 g/mol.

Number of moles of O2 = 1.2 g / (32 g/mol) = 0.0375 mol.

 

 

 

모든 값을 위 식에 대입하면,

Plug all known values into the entropy equation

 

 

 

 

 

 

이상기체의 부피와 엔트로피 변화.hwp

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/16526 ]

What is the entropy change when the volume of 1.6 g of O2

increases from 2.5 L to 3.5 L at a constant temperature of 75°C?

 

 

 

[키워드] 이상기체 부피와 엔트로피 기준문서, 이상기체 부피가 변할 때 엔트로피 기준문서, 엔트로피와 부피 기준문서