질문을 아무리 생각해봐도 모순이 남습니다. 쭉 읽어보시고 이상한 점 짚어주시면 감사하겠습니다.

많이 깁니다. 쓰다보니 길어졌는데, 시간 없으시면 맨 마지막 단락만 읽으셔도 괜찮을 것 같습니다.

우선, 질문에 앞서 엔트로피에 대해 생각해보겠습니다.

주어진 공간에 물질과 열의 교환을 차단한 닫힌 계를 생각해볼 때, 가만히 냅두면 자발적 반응에 의해 엔트로피가 높아집니다.

그렇지만 엔트로피는 무한정 높아지지는 않습니다. 열적, 동적, 화학적 평형이 계 전체를 지배하게 되면 엔트로피는 더이상 높아지지 않게 됩니다.

그럼 이때의 엔트로피와 초기의 엔트로피의 차이를 '우리가 이 계로부터 뽑아먹을 수 있는, 가용한 에너지'라고 볼 수 있을 것 같습니다.

(교수님 필기에서 본 내용이지만 사실 약간 의심스럽습니다.)

문제는 이렇습니다. 진공 상태의 용기 안에 20도씨 1기압의 공기가 있고 이 공기를 자유롭게 팽창하도록 내버려 둡니다.

이 공기의 부피가 처음 부피의 두 배가 될 때, 공기의 단위 질량당 엔트로피의 변화를 구하는 것이 문제입니다. 공기의 기체상수는 R입니다.

열역학 제 1법칙 du =