Ⅴ. 열과 우리 생활

쳔재교육(신) 교과서

출판사별 교과서 밀착 문제

개념 확인 문제

온도가 다른 두 물체가 서로 접촉하고 있을 때 온도가 높은 물체에서 온도가 낮은 물체로 이동하는 에너지를 (   )이라고 한다.

20 ℃의 물과 60 ℃의 물이 있다. 두 물의 분자 운동 정도를 비교해 보자.

집에서 사용하고 있는 기구들 중 온도를 높이는 것과 낮추는 것으로 나누어 보자.

온도가 높은 물체에서 온도가 낮은 물체로 열이 이동하다가 더 이상 온도 변화 없이 두 물체의 온도가 같아진 상태를 (       )이라고 한다.

접촉한 두 물체가 열평형 상태인지 아닌지를 알 수 있는 방법은 무엇인가?

온도는 같지만 질량이 다른 두 물체가 접촉해 있다. 두 물체 사이에서 열이 이동할까?

열이 이동하는 방법 중 열이 물체를 따라 이동하는 것은 무엇인가?

추운 겨울철 창문이 열려 있으면 집 안에 있는 열을 잃게 된다. 이때 주로 열이 이동하는 방법은?

열이 다른 물질을 거치지 않고 직접 이동하는 열의 이동 방법을 (     )이라고 한다.

대류, 전도, 복사에 의한 열의 이동을 막는 것을 무엇이라고 하는가?

어떤 물체의 온도가 높아지는 경우 물체로 이동한 열의 양을 (     )이라고 한다.

폐열은 무엇인가? 그리고 폐열을 활용할 때의 이점은 무엇인가?

어떤 물질 1 kg의 온도를 1 ℃만큼 높이는 데 필요한 열량을 그 물질의 (    )이라고 한다.

질량이 같은 물과 콩기름에 같은 열량을 가하면 (    )의 온도가 더 빨리 올라간다. 이것은 물의 비열이 콩기름의 비열보다 (      )기 때문이다.

어떤 물질 1 kg에 2 kcal의 열량을 가해 주었더니 온도가 20 ℃ 변하였다. 이 물질의 비열은 얼마인가?

단원 마무리 문제

다음 그림은 온도가 다른 두 물 (가), (나)의 분자 운동을 나타낸 것이다.

이에 대한 보기의 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. (가)의 온도가 (나)의 온도보다 높다. ㄴ. (가) 상태의 물에 열을 가하면 (나)와 같은 상태가 된다. ㄷ. (가)와 (나)를 섞으면 (가)의 분자 운동은 빨라지고 (나)의 분자 운동은 느려진다.

① ㄱ	② ㄱ, ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

오른쪽 그래프는 뜨거운 달걀을 찬물에 넣은 후 시간에 따른 온도 변화를 개략적으로 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

달걀

찬물

① 열은 달걀에서 찬물 쪽으로 이동한다.

② 달걀의 온도는 점점 낮아진다.

③ 찬물의 온도는 점점 높아진다.

④ 시간이 충분히 지나면 찬물과 달걀의 온도는 같아진다.

⑤ 열평형 온도는 찬물의 처음 온도와 달걀의 처음 온도의 중간값이다.

다음은 일상생활에서 볼 수 있는 여러 가지 현상이다. 각 경우에서 이용한 열의 전달 방법은?

A. 전기난로에서 열선 뒤쪽에 반사판을 설치한다.

B. 주전자의 손잡이 부분은 뜨겁지 않도록 플라스틱으로 만든다.

C. 실내에서 에어컨은 위쪽에 설치한다.

다음 중 열의 이동을 막아서 이용하는 기구에 해당되지 않는 것은?

① 이중창	② 보온병

③ 단열재	④ 다리미의 바닥

⑤ 주전자의 손잡이

60 ℃, 200 g의 물에 30 ℃, 200 g의 미지의 액체를 넣었더니 혼합 후 50 ℃가 되었다. 이 액체의 비열은 얼마인가?(단, 물의 비열은 1 kcal/(kg․℃)이고, 용기 밖으로 나간 열은 없다.)

오른쪽 그래프는 같은 질량의 물과 식용유에 같은 열량을 가해 주었을 때 두 액체의 시간에 따른 온도를 나타낸 것이다. 이와 같은 원리로 설명할 수 있는 현상은?

① 모닥불을 피우면 연기가 위쪽으로 올라간다.

② 실내에서 에어컨은 위쪽에 설치한다.

③ 자동차 창문에 차양막을 붙여서 햇빛을 차단한다.

④ 난로 가까이에 있으면 따뜻하지만 중간에 책으로 가리면 따뜻함을 느끼지 못한다.

⑤ 해안 지역에서 낮에는 모래의 온도가 바닷물보다 높고, 밤에는 바닷물의 온도가 모래보다 높다.

그림 (가)는 80 ℃의 물체 A에 20 ℃의 물체 B를 접촉시킨 후 시간에 따른 온도 변화를 측정하여 그래프로 나타낸 것이고, 그림 (나)는 80 ℃의 물체 A에 20 ℃의 물체 C를 접촉시켰을 때의 온도 변화를 나타낸 것이다.

(가)	(나)

물체 A, B, C 중 비열이 큰 것부터 순서대로 쓰시오. (단, 물체 A, B, C의 질량은 같고, 실험 중 외부와는 단열 상태를 유지하였다.)

종류가 다른 두 금속 A와 B를 붙인 후 알코올램프로 가열하였더니 오른쪽 그림과 같이 금속 A쪽으로 휘어졌다. 두 금속 A와 B 중에서 열팽창 정도가 더 큰 것은?

정답과 해설

Ⅴ. 열과 우리 생활

1. 열   2. 60 ℃의 물이 20 ℃의 물보다 분자가 더 활발하게 운동한다.  3. ․온도를 높이는 기구 : 온풍기, 전기난로, 가스레인지, 헤어드라이어 등 ․온도를 낮추는 기구 : 에어컨, 선풍기, 냉장고 등  4. 열평형 상태   5. 접촉한 두 물체의 온도 변화가 없는 경우이다.   6. 두 물체는 열평형 상태이므로 열이 이동하지 않는다.   7. 전도   8. 대류    9. 복사   10. 단열    11. 열량   12. 폐열은 공장이나 냉난방 기구를 사용할 때 고온의 물, 증기, 가스 등의 형태로 버려지는 열이나 각종 산업 쓰레기를 소각하여 얻을 수 있는 열 등을 의미한다. 이점은 가정이나 공장에서 사용하는 에너지를 크게 줄일 수 있으므로, 이산화 탄소의 발생을 줄여 지구 온난화 현상을 줄일 수 있다.  13. 비열  14. 콩기름, 크   15. 0.1 kcal/(kg․℃)   16. ④   17. ⑤   18. A : 복사, B : 전도, C : 대류   19. ④   20. 0.5 kcal/(kg․℃)   21. ⑤   22. B>A>C   23. B

16. ㄱ. 물의 온도가 높을수록 분자들의 운동이 활발해진다. 따라서 (나)의 온도가 (가)의 온도보다 높다.

ㄴ. (가) 상태의 물에 열을 가하면 온도가 높아져 분자 운동이 활발해지므로 (나)와 같은 상태가 된다.

ㄷ. (가)와 (나)를 섞으면 (가)의 온도는 높아지고 (나)의 온도는 낮아지므로, (가)의 분자 운동은 활발해지고 (나)의 분자 운동은 느려진다.

17. 열은 온도가 높은 달걀에서 온도가 낮은 찬물로 이동하므로 시간이 지남에 따라 달걀의 온도는 점점 낮아지고, 찬물의 온도는 점점 높아진다. 그 결과 충분한 시간이 지나면 두 물체의 온도는 같아진다. 그러나 열평형 온도는 두 물체의 처음 온도의 중간이 되지는 않는다. 온도가 높은 물체가 잃은 열량과 온도가 낮은 물체가 얻은 열량은 같지만 두 물체의 질량과 비열에 따라 열평형 온도가 달라지기 때문이다.

20. 물이 잃은 열량=액체가 얻은 열량

1 kcal/(kg․℃)×0.2 kg×(60 ℃-50 ℃)

=액체의 비열×0.1 kg×(50 ℃-30 ℃)

∴ 액체의 비열=0.5 kcal/(kg․℃)

21. 같은 열량을 주어 가열하더라도 물질마다 비열이 다르기 때문에 온도가 변하는 정도는 다르다. 비열이 작은 물질일수록 상대적으로 온도가 빠르게 변하고, 비열이 큰 물질일수록 상대적으로 온도가 느리게 변한다. 이와 같은 원리로 설명할 수 있는 현상은 비열과 관련된 ⑤이다.

22. 질량이 같고 비열이 서로 다른 두 물체가 접촉하면 비열이 큰 물체의 온도 변화가 작다. 따라서 비열이 큰 순서는 B>A>C이다.

23. 바이메탈을 가열했을 때 열팽창 정도가 큰 금속이 더 많이 팽창한다.