문제 상세보기
문제 정보
문제 ID: 49946
카테고리: 에너지관리기능사
강의: 미분류
키워드: 없음
문제
500W의 전열기로서 2kg의 물을 18℃로부터 100℃까지 가열하는 데 소요되는 시간은 얼마인가? (단, 전열기 효율은 100%로 가정한다.)
정답을 선택하세요
단일 문제
정답
4번
: 약 23분
해설 gpt-4o-mini 생성
[정답 근거]
전열기로 물을 가열하는 데 필요한 열량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다. 물의 비열은 4.18 J/g·℃이며, 2kg의 물을 18℃에서 100℃까지 가열하기 위해 필요한 열량 Q는 다음과 같습니다.
Q = m * c * ΔT
여기서 m = 2000g, c = 4.18 J/g·℃, ΔT = 100℃ - 18℃ = 82℃.
따라서, Q = 2000g * 4.18 J/g·℃ * 82℃ = 685,120 J입니다.
전열기의 출력은 500W로, 1W는 1J/s이므로, 필요한 시간 t는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
t = Q / P = 685,120 J / 500 W = 1370.24초, 즉 약 22.84분입니다.
따라서, 약 23분이 소요되므로 정답은 4번입니다.
[오답 해설]
1번 (약 10분): 계산된 시간보다 훨씬 짧은 시간으로, 물을 가열하는 데 필요한 열량을 고려하지 않은 잘못된 추정입니다.
2번 (약 16분): 역시 계산된 시간보다 짧으며, 물의 비열과 질량을 고려하지 않은 오류입니다.
3번 (약 20분): 계산 결과보다 짧은 시간으로, 전열기의 출력과 필요한 열량을 잘못 이해한 결과입니다.
[관련 개념]
열량, 비열, 전력, 에너지 전환 등이 관련된 개념입니다. 물체의 온도를 변화시키기 위해 필요한 열량은 물체의 질량, 비열, 온도 변화량에 따라 달라집니다.
[학습 포인트]
물의 비열과 전열기의 출력을 이용하여 열량을 계산하고, 이를 통해 필요한 시간을 구하는 방법을 이해하는 것이 중요합니다. 또한, 전열기의 효율이 100%일 때의 계산과 실제 상황에서의 차이를 인지하는 것도 필요합니다.
전열기로 물을 가열하는 데 필요한 열량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다. 물의 비열은 4.18 J/g·℃이며, 2kg의 물을 18℃에서 100℃까지 가열하기 위해 필요한 열량 Q는 다음과 같습니다.
Q = m * c * ΔT
여기서 m = 2000g, c = 4.18 J/g·℃, ΔT = 100℃ - 18℃ = 82℃.
따라서, Q = 2000g * 4.18 J/g·℃ * 82℃ = 685,120 J입니다.
전열기의 출력은 500W로, 1W는 1J/s이므로, 필요한 시간 t는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
t = Q / P = 685,120 J / 500 W = 1370.24초, 즉 약 22.84분입니다.
따라서, 약 23분이 소요되므로 정답은 4번입니다.
[오답 해설]
1번 (약 10분): 계산된 시간보다 훨씬 짧은 시간으로, 물을 가열하는 데 필요한 열량을 고려하지 않은 잘못된 추정입니다.
2번 (약 16분): 역시 계산된 시간보다 짧으며, 물의 비열과 질량을 고려하지 않은 오류입니다.
3번 (약 20분): 계산 결과보다 짧은 시간으로, 전열기의 출력과 필요한 열량을 잘못 이해한 결과입니다.
[관련 개념]
열량, 비열, 전력, 에너지 전환 등이 관련된 개념입니다. 물체의 온도를 변화시키기 위해 필요한 열량은 물체의 질량, 비열, 온도 변화량에 따라 달라집니다.
[학습 포인트]
물의 비열과 전열기의 출력을 이용하여 열량을 계산하고, 이를 통해 필요한 시간을 구하는 방법을 이해하는 것이 중요합니다. 또한, 전열기의 효율이 100%일 때의 계산과 실제 상황에서의 차이를 인지하는 것도 필요합니다.
문제 정보
문제 ID: 49946
카테고리: 에너지관리기능사
강의: 미분류
키워드: 없음