適用レベル
難易度: ★★★
空気$10 \,\rm{kg}$が,等圧のもとで$1.0\,\rm{m^3}$から$3.0\,\rm{m^3}$まで膨張したときのエントロピ変化を求めよ.
ただし,
$0^\circ\rm{C}=273\,\rm{K}$,空気の定圧比熱$c_p=1.006\, \rm{kJ/(kg\cdot K)}$とせよ.
\[
\begin{align}
\Delta S = mc_p \ln \frac{T_2}{T_1}
&= mc_p \ln \frac{ \frac{pV_2}{mR} }{ \frac{pV_1}{mR}} \\
&= mc_p \ln \frac{V_2}{V_1} \\
&=10 \times 1.006 \times \ln \frac{3.0}{1.0} \\
\therefore
&= 11.05 \, \rm{kg/K}
\end{align}
\]