Ⅴ. 열과 우리 생활

지학사 교과서

출판사별 교과서 밀착 문제

개념 확인 문제

물체의 차갑고 뜨거운 정도를 수치로 나타낸 것을 (      )라고 한다.

물이 어는 온도는 (      ) ℃이다.

외부와 열출입이 없는 경우 온도가 (     ) 물체가 잃은 열량은 온도가 (     ) 물체가 얻은 열량과 같다.

(     ) 상태는 두 물체의 온도가 같아져서 열의 이동이 더 이상 없는 상태이다.

온도 차에 의해 이동한 열에너지의 양을 (     )이라고 한다.

열량의 단위로는 cal나 (     )를 사용한다.

(     )는 주로 고체에서 일어나는 열의 이동 방법으로 물체가 서로 접촉한 상태에서 물체를 이루는 분자들의 에너지가 이웃한 분자들로 전달되는 방식이다.

(     )는 액체나 기체 상태의 물질을 이루는 분자들이 직접 이동하여서 열이 전달되는 방식이다.

(     )는 중간에 물질을 통하지 않고 열이 직접 전달되는 방식이다.

물 1 kg과 유리 1 kg에 같은 양의 열을 가했을 때 온도가 더 많이 올라가는 것은?

다음 글에서 옳지 않은 곳에 밑줄을 긋고, 옳게 고쳐 보자.

비열은 물질마다 다른 고유한 값으로 일반적으로 액체의 비열이 고체의 비열보다 작다.

해안가에서 해풍과 육풍이 부는 이유는?

물체가 열을 받아서 온도가 높아지면 길이나 넓이, 부피가 늘어나면서 팽창하는 현상을 (     )이라고 한다.

여름과 겨울 중 철로 사이의 틈이 더 좁은 경우는?

겨울철 두꺼운 옷 한 겹만 입는 것보다 얇은 옷을 여러 겹 입으면 단열 효과가 더 좋다고 한다. 그 이유는 무엇일까?

프라이팬이나 냄비의 손잡이를 플라스틱으로 만든 것은 (     )에 의한 열의 이동을 막기 위한 것이다.

대부분의 폐열이 이동하는 곳은?

대기 중에 온실 효과를 일으키는 기체가 많아져서 대기 온도가 점점 높아지는 현상을 (        )이라고 한다.

단원 마무리 문제

각 물리량의 단위를 보기에서 골라 쓰시오.

	<보 기>
ㄱ. ℃ ㄴ. K ㄷ. N ㄹ. cal ㅁ. kcal/kg ㅂ. kcal/kg․℃

(1) 절대 온도 (       )	(2) 섭씨온도 (      )

(3) 열량 (      )	(4) 비열 (     )

다음 중 온도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 100 ℃는 373 K와 같다.

② 온도는 얼마든지 낮출 수 있다.

③ 온도는 얼마든지 높일 수 있다.

④ 분자 운동이 둔할수록 온도가 낮다.

⑤ 물체의 차갑고 뜨거운 정도를 수치로 나타낸 것이다.

그림과 같은 캔과 털장갑의 온도를 측정하였더니 둘다 5 ℃였다.

(1) 캔을 털장갑에 접촉하면 열의 어떻게 이동하겠는가?

(2) 캔과 털장갑에 손을 대면 어느 것이 더 차갑게 느껴지겠는가?

그림과 같이 100 ℃의 물 400 g과 30 ℃의 물 400 g을 섞었다.

+

➡

100 ℃

400 g

30 ℃

400 g

?

열평형 상태가 되었을 때의 온도는?

① 40 ℃	② 50 ℃	③ 65 ℃

④ 80 ℃	⑤ 90 ℃

감자를 구울 때 빨리 익히기 위해 금속 포크를 감자에 꽂기도 한다. 이렇게 하는 이유를 열의 이동과 연관지어 설명하시오.

일반적으로 에어컨은 위쪽에 설치하고, 난로는 아래쪽에 설치한다. 그 이유를 공기의 분자 운동과 관련지어 설명하시오.

다음 중 해풍과 육풍이 생기는 원인으로 옳은 것은?

① 바다와 육지의 고도 차이 때문

② 바다와 육지의 색깔 차이 때문

③ 바다와 육지의 비열 차이 때문

④ 바다와 육지의 열팽창 차이 때문

⑤ 바다와 육지가 받는 열량 차이 때문

다음 그래프는 물 400 g과 어떤 액체 400 g에 같은 열을 가했을 때 시간에 따른 온도 변화를 나타낸 것이다.

이 액체의 비열은 물의 몇 배인가?

그림은 전기다리미에 들어 있는 바이메탈의 구조를 나타낸 것이다. 전기다리미에 열이 발생하여 온도가 많이 높아지면 바이메탈이 접점에서 떨어지게 된다. 이때 금속 A와 B 중 열팽창 정도가 더 큰 것은?

다음 중 열팽창 현상으로 설명할 수 없는 것은?

① 철도의 레일이 연결된 부분에 틈을 둔다.

② 전신주 사이 전깃줄을 조금 늘어지게 설치한다.

③ 가스관의 중간 부분을 U자 모양으로 구부려서 설치한다.

④ 온도계의 아랫부분을 따뜻하게 하면 온도계 내부에 있는 액체가 위로 올라간다.

⑤ 주전자의 몸체는 금속으로 되어 있지만 주전자의 손잡이는 플라스틱으로 되어 있다.

그림은 보온병의 내부 구조를 나타낸 것이다.

다음 글에서 설명하는 부분은 열을 어떻게 차단하는지 설명해 보자.

(1) 이중 벽의 내부는 진공 상태이다.

(2) 안쪽 벽면의 내부는 은도금이 되어 있다.

지구는 태양으로부터 엄청난 양의 에너지를 흡수하지만 기온이 거의 일정하게 유지된다. 그 이유를 설명하시오.

정답과 해설

Ⅴ. 열과 우리 생활

1. 온도  2. 0  3 높은, 낮은  4. 열평형   5. 열량    6. kcal   7. 전도   8. 대류   9. 복사   10. 유리   11. 작다. → 크다.  12. 육지와 바다의 비열 차이 때문이다.   13. 열팽창   14. 여름   15. 겨울철에 얇은 옷을 여러 겹 입으면 옷과 옷 사이에 공기층이 생겨 단열 효과가 좋아진다.   16. 전도  17. 공기 중   18. 지구 온난화   19. (1) ㄴ (2) ㄱ (3) ㄹ (4) ㅂ  20. ②   21. (1) 열이 이동하지 않는다. (2) 캔이 더 차갑게 느껴진다.   22. ③   23. 금속은 전도가 잘되는 물질이므로 열이 포크를 통해 감자 내부로 빠르게 전달되기 때문이다.   24. 에어컨이 나오는 찬 공기는 무거워서 아래쪽으로 내려가고 난로에 의해 데워진 공기는 가벼우므로 위쪽으로 올라가는 대류에 의해 공기 순환이 일어나기 때문이다.   25 ③   26. [eqn: 2 over 3]배  27. B   28. ⑤   29. (1) 전도나 대류에 의한 열의 이동을 차단한다. (2) 복사에 의한 열의 이동을 차단한다.   30. 지구는 태양으로부터 흡수한 에너지만큼 다시 우주로 방출하기 때문에 온도가 올라가지 않고 평형 상태를 유지한다.

20. 온도는 가장 높은 온도의 한계는 없지만 가장 낮은 온도의 한계는 있다. 절대 온도로 0 K, 즉 섭씨온도 -273 ℃가 가장 낮은 온도이다.

21. (1) 캔과 털장갑은 온도가 같으므로 접촉시켰을 때 어느 쪽으로도 열이 이동하지 않는다.

(2) 털장갑보다 캔을 잡았을 때 손이 더 차갑게 느껴진다. 그 이유는 캔이 털장갑보다 열을 더 잘 전도하여 손으로부터 열을 더 빨리 빼앗기 때문이다.

22. 100 ℃의 물이 잃은 열량과 30 ℃의 물이 얻은 열량이 같으므로 열평형 상태가 되었을 때 온도를 t라고 하면 다음 식이 성립한다.

400×(100-t)=400×(t-30)

따라서 열평형 상태의 온도는 t=65 ℃이다.

25. 해풍과 육풍이 생기는 주된 원인은 바다와 육지 사이의 비열 차이 때문이다. 즉, 육지의 비열이 바다의 비열보다 작다. 이에 따라 낮에는 육지가 더 빨리 가열되어 해풍이 불고, 밤에는 육지가 더 빨리 냉각되어 육풍이 분다.

26. 물과 액체의 질량은 같지만 같은 시간 동안 온도 변화가 [eqn: 3 over2]배이므로 비열은 액체가 물의 [eqn: 2 over3]배이다.

27. 온도가 높아졌을 때 접점이 떨어진다는 것은 바이메탈이 A 쪽으로 휘어진다는 것을 의미한다. A 쪽으로 휘어지려면 B가 더 많이 팽창해야 한다.

28. 주전자가 금속으로 되어 있는 이유는 전도에 의해 주전자에 들어 있는 물을 더 빨리 가열하기 위해서이다. 주전자의 손잡이가 뜨거우면 이를 잡는 사람이 화상을 입을 수 있으므로 열을 잘 전도하지 못하는 플라스틱으로 만든다.

28. (1) 진공은 물질이 전혀 없는 상태이다. 전도나 대류에 의한 열의 이동은 물질이 있어야 한다.

(2) 은으로 도금을 하면 복사 에너지를 내부로 반사하기 때문에 외부로 복사 에너지가 방출되는 것을 막을 수 있다.