계의 엔트로피와 주위의 엔트로피

[jy1138]

선생님 안녕하세요.

애매하게 알고 있다가 문제 푸는데 헷갈려서요.

일정 압력에서 주위의 엔트로피는 -dH/T 이고 이 식은 항상 쓸 수 있다 라고 알고 있었구요.
이때 계의 엔트로피는 가역일때는 우주 엔트로피의 변화가 0 이므로 dH/T이고
비가역일때는 우주 엔트로피 변화가 0보다 크므로 정확한 값은 계산을 통해 알 수 있고, 단순히 계의 엔탈피 변화량의 부호만 알 수 있다 라고 알고 있었는데요.

8장 207페이지 이상기체 열역학 8번 문제에서

저는 (가)는 비가역이고 (나)는 가역이다 라고만 해석을 했는데
선생님께서 풀이 해 주실때 (가)는 일을 조금 한 경우이고 (나)는 일을 많이 한 경우이다 라고 해주셨어요.
일의 정도를 단순 비교 할때는 주위 엔트로피만으로 해석해야 하는건가요?

또한 이 문제는 일정한 온도에서 진행 된다 라고 주어졌는데 (가)의 경로가 계의 온도가 이리저리 변하다 처음과 같아지던데
이러한 상황을 일정한 온도라고 생각해도 되는건지 궁금합니다.

[박인규]

주위의 엔트로피는 -dH/T 공식은 상전이나 화학반응이 일정한 온도에서 진행될때 사용하는 공식입니다.
지금 상황은 이상기체 열역학이고, 상전이나 화학반응이 없기때문에 저 공식을 적용할 수 없습니다.
대신, 단순히 주위의 엔트로피는 (계가 주위로부터 흡수한 열)을 온도로 나눠주면 됩니다.
(위에서 말씀하신, 주위의 엔트로피는 -dH/T 공식도 원래 이로부터 유도된것입니다.)
예를들어 200K에서 계가 주위로부터 400J의 열을 흡수했다면 주위의 엔트로피는 2J/K만큼 감소합니다.

[박인규]

비가역과정의 경우에는 중간에 온도가 변하긴하지만, 일반적으로 처음과 끝의 온도만 같으면 등온 비가역 팽창이라는 용어를 사용합니다 .