Ⅴ. 열과 우리 생활

반┃  이름┃

대단원별 시험 대비 문제

1  그림과 같이 [eqn: rmA]와 [eqn: rmB], [eqn: rmC]와 [eqn: rmD]가 접촉하고 있다.

각 물체에서 열의 이동 방향으로 옳은 것은?

① A→B	② B→A	③ C→D

④ D→C	⑤ 알 수 없다.

2  그림은 차 숟가락을 따뜻한 차에 넣고, 집게를 얼음통에 넣은 모습이다.

이때 열의 이동 방향으로 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

	<보기>
ㄱ. 차→숟가락 ㄴ. 숟가락→차 ㄷ. 얼음→집게 ㄹ. 집게→얼음 ㅁ. 열은 이동하지 않는다.

① ㄱ, ㄷ	② ㄱ, ㄹ	③ ㄴ, ㄷ

④ ㄴ, ㄹ	⑤ ㅁ

3  오른쪽 그래프는 온도가 서로 다른 두 물체 [eqn: rmA], [eqn: rmB]를 접촉시켰을 때 시간에 따른 온도 변화를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

① B에서 A로 열이 이동한다.

② 처음 B의 분자 운동은 A보다 활발하다.

③ C는 두 물체의 비열이 같아지는 상태이다.

④ A는 C 상태가 되기 전에 B보다 온도가 낮은 물체이다.

⑤ 외부와의 열 출입이 없다면 C 상태에서는 더 이상 온도가 변하지 않는다.

4  같은 양의 찬물과 뜨거운 물을 섞었을 때 발생하는 온도 변화에 대한 실험 과정이다.

[실험 과정]

㈎ 찬물 100 g을 커다란 스타이로폼 용기에 넣고 온도를 측정한다.

㈏ 비커에 물 100 g을 넣고 가열하여 뜨거운 물을 만든 후 온도를 측정한다.

㈐ ㈏의 물이 담긴 비커를 ㈎의 스타이로폼 속 물에 넣고 잘 저어준 후 두 물의 온도를 측정한다.

[실험 결과]

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① ㈎의 물과 ㈏의 물의 열용량은 같다.

② ㈎보다 ㈏의 물 분자들이 더 활발하게 운동한다.

③ ㈐에서 두 물은 열평형 상태에 도달했다.

④ ㈐에서 섞은 후의 온도 A, B는 55 ℃이다.

⑤ ㈐에서는 열이 ㈎의 물에서 ㈏의 물로 이동했다.

5  그림과 같이 구리 막대 위에 성냥개비 [eqn: 4] 개를 촛농을 이용하여 세우고 알코올램프로 구리 막대의 끝 부분을 가열하여 성냥개비가 떨어지는 순서를 관찰하였다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고르시오.

	<보기>
ㄱ. 열에너지는 구리 막대를 통해 전달된다. ㄴ. 알코올램프를 ㈎에 더 가까이 하여 가열하면 성냥개비가 더 빨리 떨어진다. ㄷ. 일정 시간이 지난 후에 ㈎, ㈏, ㈐, ㈑의 온도를 측정하면 온도는 ㈎>㈏>㈐>㈑순으로 높다.

6  열의 전달 방법이 나머지와 다른 하나는?

① 그늘보다 양지가 더 따뜻하다.

② 에어컨은 높은 곳에 설치한다.

③ 뜨거운 물에 찬물을 부었더니 미지근한 물이 되었다.

④ 방의 한쪽 구석에 난로를 켜두었더니 방 전체가 따뜻해졌다.

⑤ 물이 든 주전자를 가열하였더니 주전자 안의 물 전체가 따뜻해졌다.

7  오른쪽 그림은 질량이 [eqn: rm500``` g]인 물 [eqn: rmA]와 [eqn: rm1``` kg]인 물 [eqn: rmB]를 같은 세기의 불꽃으로 각각 가열할 때 시간에 따른 온도 그래프이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① A와 B의 열용량의 비는 1 : 2이다.

② 10 분 동안 B의 온도 변화는 20 ℃이다.

③ 10 분 동안 A의 온도 변화는 B의 2 배이다.

④ A가 5 분 동안 흡수한 열량은 10 kcal이다.

⑤ A와 B가 10 분 동안 흡수한 열량의 비는 2 : 1이다.

8  온도가 [eqn: 62``` ℃]이고, 질량이 [eqn: RM100``` g]인 금속 도막을 [eqn: 10] [eqn: ℃]의 물 [eqn: RM200``` g]이 담긴 열량계에 넣었다. 시간이 흘러 물의 온도가 [eqn: 12``` ℃]에서 더 이상 변하지 않았다면 이 금속 도막의 비열은 몇 [eqn: RMkcal/(kgㆍ℃)]인가?

① 0.01 kcal/(kg․℃)	② 0.02 kcal/(kg․℃)

③ 0.04 kcal/(kg․℃)	④ 0.06 kcal/(kg․℃)

⑤ 0.08 kcal/(kg․℃)

9  표는 여러 가지 물체의 비열과 질량을 나타낸 것이다.

표의 물체에 각각 같은 열량을 가했을 때 온도 변화가 가장 큰 물체와 가장 작은 물체를 순서대로 옳게 짝 지은 것은?

① 금, 구리	② 금, 철

③ 철, 구리	④ 구리, 금

⑤ 은, 금

10 오른쪽 그림과 같이 길이 팽창 실험 기구에 같은 길이의 구리, 철, 알루미늄 막대를 걸고, 알코올램프로 가열하였다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
(단, 열팽창 정도는 알루미늄＞구리＞철 순이다.)

① 세 금속 모두 길이가 늘어난다.

② 늘어난 길이는 알루미늄>구리>철 순이다.

③ 세 금속 모두 가열 시간이 길어질수록 더 많이 늘어난다.

④ 한 번 팽창했던 금속은 원래의 상태로 되돌아오지 않는다.

⑤ 길이가 늘어나는 이유는 각 금속 내부의 분자 사이 거리가 멀어지기 때문이다.

11 액체의 열팽창과 관련된 예가 아닌 것은?

① 병 속에 음료수가 가득 채워져 있지 않다.

② 긴 송유관을 만들 때 중간에 굽은 부분을 만든다.

③ 자동차에 휘발유를 넣을 때는 가득 채우지 않는 것이 좋다.

④ 콩기름을 넣은 삼각 플라스크를 뜨거운 물에 담그면 콩기름의 수면이 올라간다.

⑤ 고체인 유리보다 액체인 알코올의 열팽창 정도가 커서 알코올 온도계의 눈금이 올라간다.

12 단열재에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고르시오.

	<보기>
ㄱ. 단열 효과가 같다면 두꺼울수록 좋은 단열재이다. ㄴ. 단열재를 사용하면 열이 잘 이동하여 냉방에 효율적이다. ㄷ. 건물의 벽면과 지붕에 식물을 키워 단열 효과를 높인다.

단원별 시험 대비 문제

1 ④  2 ②  3 ⑤  4 ⑤  5 ㄱ, ㄴ, ㄷ  6 ①  7 ⑤  8 ⑤  9 ①  10 ④  11 ② 12 ㄷ

1  A와 B는 300 K으로 서로 같으므로 열의 이동이 균형을 이루고, C의 온도는 288 K이고 D는 289 K이므로 D에서 C로 열이 이동한다.

2  열은 온도가 높은 물체에서 온도가 낮은 물체로 이동하므로, 따뜻한 차로부터 숟가락으로 열이 이동하고, 집게로부터 얼음으로 열이 이동한다.

3  ① 온도가 높은 A에서 온도가 낮은 B로 열이 이동한다.

② 처음 온도가 더 높은 A의 분자 운동이 B보다 활발하다.

③ C는 두 물체의 온도가 같아지는 상태이다.

④ A는 C 상태가 되기 전에 B보다 온도가 높은 물체이다.

4  질량이 같은 찬물과 뜨거운 물을 섞었을 때 두 물의 열용량이 같기 때문에 열평형 온도는 두 물의 중간 온도인 55 ℃이다. ㈐에서는 ㈏의 물에서 ㈎의 물로 열이 이동한다.

5  구리 막대의 한쪽을 가열하면 열이 전도되어 알코올램프와 가까운 곳에서부터 성냥개비가 떨어진다.

6  ①은 복사에 의한 열의 전달이고, 나머지는 대류에 의한 열의 전달이다.

7  ⑤ A와 B를 같은 세기의 불꽃으로 같은 시간 동안 가열하면 두 물체가 받은 열량은 같다.

8  물이 얻은 열량과 금속이 잃은 열량이 같으므로 금속의 비열[eqn: TIMES]50 ℃[eqn: TIMES]0.1 kg＝1 kcal/(kg․℃)[eqn: TIMES]2 ℃[eqn: TIMES]0.2 kg에서 금속의 비열＝0.08 kcal/(kg․℃)이다.

9  열용량＝비열[eqn: ×]질량이므로 각각의 열용량을 구해 보면 구리의 열용량＝0.09 kcal/(kg․℃)[eqn: TIMES]0.2 kg
＝0.018 kcal/℃,

철의 열용량＝0.11 kcal/(kg․℃)[eqn: TIMES]0.1 kg
＝0.011 kcal/℃,

금의 열용량＝0.03 kcal/(kg․℃)[eqn: TIMES]0.1 kg
＝0.003 kcal/℃,

은의 열용량＝0.06 kcal/(kg․℃)[eqn: TIMES]0.2 kg
＝0.012 kcal/℃이다.

열용량이 작을수록 온도 변화가 크다. 따라서 온도 변화가 가장 큰 물체는 금이고, 온도 변화가 가장 작은 물체는 구리이다.

10 ④ 한번 팽창했던 금속은 냉각하면 원래의 상태로 되돌아온다.

11 ② 긴 송유관의 중간에 굽은 부분을 만드는 것을 고체의 열팽창과 관련된 예이다.

12 ㄱ. 단열 효과가 같다면 얇을수록 좋은 단열재이다.

ㄴ. 단열재를 사용하면 열이 잘 이동하지 않아 냉방에 효율적이다.

ㄷ. 건물의 벽면과 지붕에 식물을 키우면 단열 효과가 높다.