解説:H.sin氏(機械部門)
令和4年
Ⅲ-28
ある理想気体が,温度T1,圧力P1から温度T2,圧力P2へと変化した。このときの理想気体の比エントロピーの変化量として,適切なものはどれか。ただし,理想気体の定積比熱,定圧比熱,気体定数をCv, Cp,Rとする。
解説
[解くために必要な知識]
理想気体のエントロピー変化は
ds=du/T+pdv/T
ds=dh/T-vdp/T
で表すことができます。
また、比熱が温度に依存せず一定とした理想気体の場合に
pv=RT
du=CvdT
dh=CpdT
の関係が成立します。
では問題を解いていきます。
ds=dh/T-vdp/T
に比熱が温度に依存しない理想気体の関係より
ds=CpdT/T-R/p dv
となるT1→T2 P1→P2の範囲で積分すると
dS=Cp ln(T2/T1)-R ln(P2/P1)となります。
よって③が回答となります。
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