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2012년05월20일 6번

[소방원론] 0℃ 의 물 1g이 100℃의 수증기가 되려면 몇 cal의 열량이 필요한가?

  • ① 539
  • ② 639
  • ③ 719
  • ④ 819
(정답률: 53%)

문제 해설

물이 수증기가 되기 위해서는 물 분자들이 서로 떨어져 수증기 분자들과 충돌할 수 있도록 열적 에너지를 획득해야 합니다. 이를 위해서는 물 분자들의 운동 에너지가 증가해야 하며, 이는 열을 흡수함으로써 이루어집니다. 따라서, 물 1g이 0℃에서 100℃로 가기 위해서는 1g의 물에 대해 1 cal/g℃의 열용량과 100℃의 온도 상승에 해당하는 100 cal의 열량이 필요합니다. 이에 따라, 물 1g이 0℃에서 100℃로 가는데 필요한 총 열량은 1 x (100-0) x 1 + 1 x 100 = 100 + 100 = 200 cal입니다. 그러나 문제에서는 물이 100℃의 수증기가 되어야 하므로, 이에 해당하는 수증기화 열도 고려해야 합니다. 물이 수증기가 되는 과정에서는 물 분자들이 서로 떨어져 수증기 분자들과 충돌하면서 운동 에너지를 잃게 되며, 이는 열을 방출함으로써 이루어집니다. 이 때, 물 1g이 수증기가 되기 위해서 방출되는 열량은 540 cal/g입니다. 따라서, 물 1g이 0℃에서 100℃의 수증기가 되기 위해서는 200 + 540 = 740 cal의 열량이 필요합니다. 이에 가장 가까운 보기는 "639"이므로 정답은 "639"입니다.
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