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문제 정보
문제 ID: 49704
카테고리: 에너지관리기능사
강의: 미분류
키워드: 없음
문제
50kg의 -10℃ 얼음을 100℃의 증기로 만드는데 소요되는 열량은 몇 kcal 인가? (단, 물과 얼음의 비열은 각각 1kcal/kg·℃, 0.5kcal/kg·℃로 한다.)
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단일 문제
정답
1번
: 36200
해설 gpt-4o-mini 생성
[정답 근거]
50kg의 -10℃ 얼음을 100℃의 증기로 만들기 위해서는 다음과 같은 단계로 열량을 계산해야 합니다.
1. 얼음을 -10℃에서 0℃로 올리는 데 필요한 열량:
Q1 = m * c * ΔT = 50kg * 0.5kcal/kg·℃ * (0 - (-10)) = 50 * 0.5 * 10 = 250kcal
2. 0℃의 얼음을 녹여 물로 만드는 데 필요한 열량:
Q2 = m * L = 50kg * 80kcal/kg = 4000kcal (얼음의 융해열)
3. 0℃의 물을 100℃로 올리는 데 필요한 열량:
Q3 = m * c * ΔT = 50kg * 1kcal/kg·℃ * (100 - 0) = 50 * 1 * 100 = 5000kcal
4. 100℃의 물을 증기로 만드는 데 필요한 열량:
Q4 = m * L = 50kg * 540kcal/kg = 27000kcal (물의 기화열)
따라서 전체 열량은 Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 250 + 4000 + 5000 + 27000 = 36250kcal입니다. 하지만 문제에서 주어진 선택지 중 가장 가까운 값은 36200kcal로, 정답은 1번입니다.
[오답 해설]
2번 (36450kcal), 3번 (37200kcal), 4번 (37450kcal)은 모두 계산된 열량과 차이가 있습니다. 각 오답은 단계별 열량 계산에서의 오류나 잘못된 값으로 인해 발생한 것으로 보입니다. 예를 들어, 얼음의 비열이나 융해열, 물의 비열이나 기화열을 잘못 적용했을 가능성이 있습니다.
[관련 개념]
- 비열: 물질의 온도를 1℃ 올리는 데 필요한 열량. 얼음과 물의 비열이 다르므로 각각의 단계를 따로 계산해야 함.
- 융해열: 얼음이 녹아 물로 변할 때 필요한 열량.
- 기화열: 물이 증기로 변할 때 필요한 열량.
[학습 포인트]
열량 계산 문제를 풀 때는 각 단계별로 필요한 열량을 정확히 계산하고, 물질의 상태 변화에 따른 비열과 열량을 올바르게 적용하는 것이 중요합니다.
50kg의 -10℃ 얼음을 100℃의 증기로 만들기 위해서는 다음과 같은 단계로 열량을 계산해야 합니다.
1. 얼음을 -10℃에서 0℃로 올리는 데 필요한 열량:
Q1 = m * c * ΔT = 50kg * 0.5kcal/kg·℃ * (0 - (-10)) = 50 * 0.5 * 10 = 250kcal
2. 0℃의 얼음을 녹여 물로 만드는 데 필요한 열량:
Q2 = m * L = 50kg * 80kcal/kg = 4000kcal (얼음의 융해열)
3. 0℃의 물을 100℃로 올리는 데 필요한 열량:
Q3 = m * c * ΔT = 50kg * 1kcal/kg·℃ * (100 - 0) = 50 * 1 * 100 = 5000kcal
4. 100℃의 물을 증기로 만드는 데 필요한 열량:
Q4 = m * L = 50kg * 540kcal/kg = 27000kcal (물의 기화열)
따라서 전체 열량은 Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 250 + 4000 + 5000 + 27000 = 36250kcal입니다. 하지만 문제에서 주어진 선택지 중 가장 가까운 값은 36200kcal로, 정답은 1번입니다.
[오답 해설]
2번 (36450kcal), 3번 (37200kcal), 4번 (37450kcal)은 모두 계산된 열량과 차이가 있습니다. 각 오답은 단계별 열량 계산에서의 오류나 잘못된 값으로 인해 발생한 것으로 보입니다. 예를 들어, 얼음의 비열이나 융해열, 물의 비열이나 기화열을 잘못 적용했을 가능성이 있습니다.
[관련 개념]
- 비열: 물질의 온도를 1℃ 올리는 데 필요한 열량. 얼음과 물의 비열이 다르므로 각각의 단계를 따로 계산해야 함.
- 융해열: 얼음이 녹아 물로 변할 때 필요한 열량.
- 기화열: 물이 증기로 변할 때 필요한 열량.
[학습 포인트]
열량 계산 문제를 풀 때는 각 단계별로 필요한 열량을 정확히 계산하고, 물질의 상태 변화에 따른 비열과 열량을 올바르게 적용하는 것이 중요합니다.
문제 정보
문제 ID: 49704
카테고리: 에너지관리기능사
강의: 미분류
키워드: 없음