중2 과학 8단원 기말고사 기출문제 -2

8단원에서 어려운 부분이 단열, 비열, 열팽창인 것 같아요. 많이 질문도 하고, 문제를 풀어보라고 하면 많이들 틀린 부분이라서~~ 그래서 이 부분에 관한 기출문제을 가지고 풀이를 하겠습니다.^^

- 첫 번째 문제 -

모중학교 2학년 과학 기말고사 기출문제 참조

- 문제 풀이 -
보온병 내부는 그림처럼 되어 있는데요,  액체가 들어 있는 공간은 은으로 도금이 되어 있는데, 이는 열이 복사되는 것을 막기 위함입니다. 그리고 벽은 이중으로 되어 있고, 안은 진공으로 되어 있는데요, 진공이면 아무것도 없는 것이죠? 입자가 없기 때문에 대류가 일어나지 않습니다. 또 따뜻한 물이 벽을 진동하여 전도가 될 수 있는데, 전도된 열이 이동을 하고 싶어도 진공이기 때문에 이동을 할 수 없죠. 따라서 이중벽 사이를 진공으로 만든 이유는 전도와 대류를 막기 위해서입니다.

- 두 번째 문제 -

모중학교 2학년 과학 기말고사 기출문제 참조

- 문제 풀이 -
비열을 구하는 공식은 열량은 구하는 공식에서 유도할 수 있습니다.
열량 = 비열 X 질량 X 온도변화 이므로,
비열 = (열량) / (질량 X 온도변화)
이렇게 구하면 됩니다. 여기서 주의할 점은 질량의 단위와 비열의 단위가 같아야 하는데요, 비열의 단위에서 질량이 kg이라면 질량의 단위로 kg으로 바꿔야 하죠. 문제에서 비열 단위가 kcal /(kg•°C)이므로~~

질량은 200g이므로 0.2kg이고, 온도변화는 2℃, 열량은 0.1kcal 이므로, 공식에 대입을 하면

0.1 = 비열 X 0.2 X 2 이므로, 비열은 1/4가 되네요. 그럼 정답은 보이시죠??

 

- 세 번째 문제 -

모 중학교 2학년 과학 기말고사 기출문제 참조

 

- 문제 풀이 -

비열의 비를 구하는 문제이네요. 이 문제를 푸는 방법에는 2가지가 있는데요, 첫 번째는 열량을 구하는 공식을 통해서 비열을 구하는 방법이고, 두 번째는 온도변화와 비열의 관계를 통하여 문제를 푸는 방법이 있습니다. 

1) 열량을 이용하여 문제를 푸는 방법은 보면, 문제에서 같은 세기의 핫플레이트로 가열하였다고  나오므로 두 물체에 가한 열량은 같습니다. 그리고 질량도 같으므로, 온도 변화는 A는 30도,  B는 20도 이죠. 열량 구하는 공식에 대입을 하면 A가 얻은 열량 = A의 비열 X A의 질량 X 30, B가 얻은 열량 = B의 열량 X B의 질량 X 20으로 두 식이 같으므로 

A의 비열 X A 질량  X 30 = B의 비열 X B 질량 X 20

두 물체의 질량이 같으므로 A의 비열 X 30 = B의 비열 X 20

3A = 2B 따라서 A의 비열 : B의 비열은 2 : 3 이 됩니다. 

2) 다른 방법은 같은 질량, 같은 열량일 때 비열의 비는 온도변화의 역수의 비와 같아요.

열량 = 비열 X 질량 X 온도변화 에서 열량과 질량을 1로 하면 

1 = 비열 X 1 X 온도 변화이므로 비열 = 1/온도변화 가 됩니다. 

문제에서 A와 B의 온도변화가 30 : 20 이므로, 비열의 비는 20 : 30 이므로 2 : 3이 됩니다.

두 번째 푸는 방법이 훨씬 빠르겠죠?? 첫 번째 방법이나 두 번째 방법 둘 다 같은 값이 나와야 하므로, 편한 방법을 이용하여 풀면 됩니다.

 

- 네 번째 문제 -

모중학교 2학년 과학 기말고사 기출문제 참조

 

- 문제 풀이 -

열평형이란 온도가 다른 두 물체를 접촉했을 때 열이 이동하여 두 물체의 온도가 같아지는 현상입니다. 이때 열은 고온에서 저온으로 이동을 하고요, 이때 잃은 열량과 얻은 열량은 같아요. 그럼 열량 구하는 공식을 통해서 열평형 온도를 계산할 수 있는데요, 열평형 온도를 t라고 하면 60도인 물의 온도 변화는 (60 - t), 20도인 물의 온도 변화는 (t -20)입니다. 그리고 둘 다 물이므로 비열은 1로 계산을 하고, 둘의 질량이 g이므로, g으로 하셔도 되고, kg으로 바꿔도 상관은 없습니다.

잃은 열량 = 1 X 0.05 X (60 -t), 얻는 열량 = 1 X 0.2 X (t -20)

1 X 0.05 X (60 -t) = 1 X 0.2 X (t -20)

3 - 0.05t = 0.2t -4

0.25t = 7

t=28℃

따라서 열평형 온도는 28℃ 입니다.

 

이상 8단원에서 어려워하는 부분의 기출문제입니다. 공부하는 데 도움이 되었으면 합니다.