고등학생 화학 문제...

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고등학생 화학 문제...

작성일 2014.01.22댓글 1건
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고수님들, 도와주세요 ㅎㅎ


 

 

이런 문젠데, 화2 내용이긴 한데, 도대체 손을 못 대겠더라고요...

대충 알고 있는 걸로 푼 흔적이에요.

제 흔적은 무시하고 최소한 (2)번 문제 좀 풀어주세요ㅠㅠ 되신다면 (1)번도

관련 문제는 인터넷에서 아무리 찾아도 별로 안 나오네요...

계의 엔트로피 변화를 구하는 건 화2에서 배운 적이 없는데...


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profile_image 익명 작성일 -

 지금은 교육과정이 어떻게 되었는지 모르겠지만 대학교 1-2학년 수준의 문제입니다.
물리화학 과정이나 열역학 과정에서 다룹니다.

-

주어진 조건은
(300K, 5atm) → (300K, 1atm), isothermal irreversible process 입니다. (isothermal은 등온, irreversible은 비가역적임을 뜻합니다)

dU = dq + dw = CvdT = 0 (isothermal, dT = 0)
즉 내부에너지 변화는 0입니다.

dq + dw = 0, dq = -dw = PexdV (Pex: 외부압력)
irreversible process이므로 PexdV → PexΔV (= -w)
 = Pex(V2 - V1) = Pex(nRT/P2 - nRT/P1) = 19.681atm*L
w = -1.968kJ

-

계의 엔트로피 변화는 reversible process에서 측정하므로
isothermal reversible expansion process로 놓고 계산합니다.

dq = -dw = PexdV = PdV (reversible process에서는 Pex = P)
dS = dq/T = (P/T)dV = (nR/V)dV

dS = (nR/V)dV 에서 양변 적분
S = nRln(V2/V1) = nRln(P1/P2) = 13.36J/K

주위의 엔트로피 변화
ΔS = q/T = 1968J/298.15K = -6.601J/K
q는 위에서 구했었고(q = -w), 외부 T는 주어지지 않았으므로 298.15K를 썼습니다.

우주의 엔트로피 변화
13.36 + (-6.601) = 6.759J/K

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