Ⅵ. 분자 운동과 상태 변화

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개념 확인 문제

물질을 이루는 분자가 스스로 움직여 기체나 액체 사이로 퍼져 나가는 현상을 (     )이라 하고, 액체 표면에서 액체가 기체로 변하는 현상을 (     )이라고 한다.

물질을 이루는 분자가 끊임없이 스스로 움직이는 것을 (     )이라 하고, 온도가 높을수록 (     )진다.

냉면에 식초를 떨어뜨렸을 때 국물 전체에서 신맛이 나는 것은 ( 확산, 증발 ) 때문이다.

일정한 넓이에 수직으로 작용하는 힘의 크기를 (     )이라고 한다.

분자가 끊임없이 운동하면서 용기 벽에 (     )하기 때문에 기체의 압력이 나타난다.

같은 온도에서 일정량의 기체에 작용하는 압력이 2배가 되면 기체의 부피는 (     )로 된다.

기체에 압력을 가하면 부피가 (     )하여 기체 분자가 용기에 들어 있는 기체의 압력이 커진다.

일정한 압력에서 온도가 높아지면 기체의 부피는 (     )한다.

다음은 쭈그러진 탁구공을 뜨거운 물에 담그면 탁구공이 펴지는 현상에 대한 설명이다. 빈칸에 들어갈 알맞은 말을 쓰시오.

기체의 온도가 (       )진다. →  분자 운동이 (       )진다. → 부피가 (       )한다. → 탁구공이 펴진다.

온도가 높아지면 기체 분자의 운동이 (     )해져 기체 분자가 용기 벽에 더 강하게 부딪치므로 부피가 (     )한다.

다음 빈칸에 알맞은 상태 변화를 쓰시오.

㉠ (      )

수증기   ⇄     물

㉡ (      )

다음 빈칸에 알맞은 상태 변화를 쓰시오.

㉠ (      )

물   ⇄     얼음

㉡ (      )

물질의 상태가 액체를 거치지 않고 고체에서 기체로 변하는 현상을 무엇이라고 하는지 쓰시오.

물질의 고유한 성질이 변하지 않고 분자 배열이 달라지는 물질의 변화를 (     )라고 한다.

물질의 상태 변화가 일어날 때처럼 그 물질의 고유한 성질이 변하지 않고 분자 배열이 달라지는 물질의 변화를 (     )라고 한다.

물질을 가열하거나 냉각할 때 상태 변화가 일어나는 동안에는 온도가 (     )하다.

액체가 끓는 동안 일정하게 유지되는 온도를 (     )이라고 한다.

액체가 응고되는 동안 일정하게 유지되는 온도를 (     )이라고 한다.

물질을 가열하면 분자 운동이 (     )지고, 분자 배열이 (     )진다.

다음 표의 빈칸에 들어갈 알맞은 말을 쓰시오.

상태 변화	융해, 기화, 고체에서 기체로의 승화	응고, 액화, 기체에서 고체로의 승화
열에너지	흡수한다.	방출한다.
분자 운동	㉠ ( )	㉡ ( )
분자 배열	㉢ ( )	㉣ ( )

단원 마무리 문제

온도가 높을수록 증발이 잘 일어나는 이유를 분자 운동으로 설명하시오.

다음 현상을 증발과 확산으로 구분하시오.

(1) 여름철에 모기향을 피워 모기를 쫓는다.

(2) 물걸레로 닦은 교실 바닥이 잠시 후 마른다.

다음 중 압력에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 압력은 일정한 넓이에 수직으로 작용하는 힘의 크기이다.

② 압력은 힘을 받는 면의 넓이가 클수록 커진다.

③ 기체의 압력은 기체 분자가 용기 벽에 끊임없이 충돌하기 때문에 나타난다.

④ 기체의 압력은 모든 방향으로 작용한다.

⑤ 일정한 부피에서 기체의 압력은 기체 분자가 많을수록 커진다.

주사기에 일정한 양의 공기를 넣고 오른쪽 그림과 같이 장치한 다음 피스톤을 누르면서 기체의 압력과 부피의 관계를 알아보았다. 실험 결과를 바르게 나타낸 것은?

빈 페트병을 마개로 막아 냉장고에 넣어 두었더니 페트병이 찌그러졌다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 페트병 안 기체의 부피가 증가했다. ㄴ. 페트병 안 기체 분자의 운동이 둔해졌다. ㄷ. 페트병 안 기체 분자 사이의 거리가 멀어졌다.

① ㄱ	② ㄴ          ③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄴ, ㄷ

주사기에 공기를 넣고 끝을 막은 후 피스톤을 누르면 공기의 부피는 줄어들고 압력은 커진다. 그 이류를 분자 운동으로 설명하시오.

바람이 빠진 농구공은 잘 튀어 오르지 않는다. 펌프를 사용하지 않고 농구공을 잘 튀게 할 수 있는 방법을 설명하시오.

새벽녘 호수 위에 안개가 생기는 현상과 같은 상태 변화가 일어나는 것은?

① 용광로에서 철을 녹인다.

② 냉동실에 넣은 물이 언다.

③ 추운 겨울 창문에 서리가 생긴다.

④ 목욕탕 천장에 물방울이 맺힌다.

⑤ 젖은 머리카락을 헤어드라이어로 말린다.

공기 중에서 드라이아이스의 크기가 점점 작아지는 이유를 설명하고, 이때 일어나는 상태 변화를 분자 모형으로 나타내시오. (단, 드라이아이스를 이루는 분자는 ○로 나타낸다.)

뜨거운 국이 들어 있는 냄비의 뚜껑을 닫으면 뚜껑 안쪽에 물방울이 맺히는 현상을 상태 변화로 설명하시오.

금덩어리를 녹여 반지를 만드는 과정을 상태 변화와 관련지어 설명하시오.

추운 겨울철 영하의 기온에서 언 빨래가 마르는 현상을 상태 변화로 설명하시오.

다음 보기에서 물질의 상태가 변할 때 달라지는 것을 모두 고르시오.

	<보 기>
ㄱ. 분자 배열 ㄴ. 분자의 수 ㄷ. 분자 사이의 거리 ㄹ. 분자의 종류 ㅁ. 분자의 크기 ㅂ. 물질의 질량 ㅅ. 물질의 부피 ㅇ. 물질의 성질

다음 그래프는 얼음을 비커에 넣고 가열할 때 온도 변화를 나타낸 것이다.

A～D 구간 중에서 상태 변화가 일어나는 구간을 모두 고른 것은?

① A, B	② A, C          ③ B, C

④ B, D	⑤ C, D

더운 여름날 마당에 물을 뿌리면 시원해지는 이유를 열에너지와 관련지어 설명하시오.

스프레이식 모기약에는 일반적으로 모기약과 함께 액화 석유 가스(LPG)가 들어 있는데, 스프레이의 꼭지를 누르면 액화 석유 가스가 기화하면서 모기약과 함께 뿜어져 나온다. 모기약을 뿌릴 때 통 표면의 온도는 어떻게 변하는지 상태 변화를 이용하여 설명하시오.

더운 여름에 물이 들어 있는 컵 (가)～(다)를 5분 동안 실내에 놓아두었을 때 물의 온도를 비교하고, 그 이유를 설명하시오.

다음 현상에서 나타나는 상태 변화의 공통점은?

(가) 이른 아침, 풀잎에 이슬이 맺혔다.

(나) 촛농이 흘러내리다가 굳어 딱딱해졌다.

① 열에너지를 흡수한다.

② 주변의 온도가 낮아진다.

③ 분자 운동이 활발해진다.

④ 분자의 질량이 작아진다.

⑤ 분자 사이의 거리가 가까워진다.

호수가 있는 지역은 초겨울에 다른 지역보다 따뜻하다. 그 이유를 열에너지와 관련지어 설명하시오.

액체를 냉각할 때 일어나는 상태 변화를 분자 운동과 열에너지의 관계로 설명하시오.

다음 그림은 물질의 상태 변화를 분자 모형으로 나타낸 것이다.

① A 과정에서 일어나는 상태 변화는 기화이다.

② B 과정이 일어나는 온도를 어는점이라고 한다.

③ C 과정에서 분자 사이의 거리가 멀어진다.

④ A～F 중 분자 운동이 활발해지는 변화는 A, C, F이다.

⑤ A～F  중 열에너지를 흡수하는 경우는 A, D, E이다.

정답과 해설

Ⅵ. 분자 운동과 상태 변화

1. 확산, 증발   2. 분자 운동, 활발해   3. 확산   4. 압력   5. 충돌   6. [eqn: {1} over {2}]배   7. 증가   8. 증가   9. 높아, 활발해, 증가   10. 활발, 한다   11. ㉠ 액화, ㉡ 기화   12. ㉠ 응고, ㉡ 융해   13. 승화   14. 상태 변화   15. 물리 변화   16. 일정   17. 끓는점   18. 어는점   19. 활발해, 불규칙   20. ㉠ 활발해진다, ㉡ 둔해진다, ㉢ 불규칙해진다, ㉣ 규칙적으로 변한다   21. 해설 참조   22. (1) 확산 (2) 증발   23. ②   24. ③   25. ②   26. 해설 참조   27. 해설 참조   28. ④   29.  해설 참조   30. 국에 포함된 물이 기화하여 수증기로 변한 다음, 차가운 냄비 뚜껑에 닿아 물로 액화한다.   31. 금을 가열하여 융해시킨 다음 틀에 부어 응고시켜 반지를 만든다.   32. 겨울철 영하의 기온에서 언 빨래가 마르는 이유는 얼음이 수증기로 승화하기 때문이다.   33. ㄱ, ㄷ, ㅅ   34. ④   35. 물이 수증기로 기화하면서 주변으로부터 열에너지를 흡수하여 주변의 온도가 낮아지기 때문이다.   36. 해설 참조   37. (가) > (나) > (다)   38. ⑤   39. 호수의 물이 얼면서 응고열을 방출하므로 주변의 온도가 높아져 초겨울에 다른 지역보다 따뜻하다.   40. 해설 참조   41. ⑤

21. [모범 답안] 온도가 높아질수록 분자 운동이 활발해져서 액체 표면에서 기체로 변하는 분자 수가 많아지므로 증발이 잘 일어난다.

23. ② 압력은 힘을 받는 면의 넓이가 클수록 작아진다.

24. 일정한 온도에서 기체의 압력과 부피는 반비례한다.

25. 빈 페트병을 마개로 막아 냉장고에 넣어 두면 온도가 낮아짐에 따라 페트병 안 기체 분자의 운동이 둔해져 페트병이 쭈그러진다. 이때 기체 분자 사이의 거리가 가까워지며, 기체의 부피가 줄어든다.

26. [모범 답안] 피스톤을 누르면 공기를 이루는 기체 분자가 운동하는 공간이 줄어들어 공기의 부피가 줄어들고, 기체 분자는 주사기 벽과 피스톤에 더 자주 충돌하게 되어 피스톤에 가해지는 압력이 커진다.

27. [모범 답안] 농구공을 뜨거운 물에 담가 두면 농구공 안에서 기체의 분자 운동이 활발해지면서 압력이 증가하여 농구공이 팽팽하게 부풀어 오르므로 농구공이 잘 튈 수 있다.

28. 새벽녘 호수 위에 안개가 생기는 것은 공기 중의 수증기가 액화하여 물로 변하는 현상이다.

① 융해, ② 응고, ③ 승화(기체 → 고체), ⑤ 기화

29. [모범 답안]

[해설] 공기 중에서 고체 상태의 드라이아이스는 액체 상태를 거치지 않고 바로 기체 상태로 승화하기 때문에 드라이아이스의 크기가 작아진다.

34. A구간 - 얼음의 온도가 점점 높아짐, B 구간 - 얼음이 물로 융해하므로 온도가 일정하게 유지됨, C 구간 - 물의 온도가 점점 높아짐, D 구간 - 물이 수증기로 기화하므로 온도가 일정하게 유지됨

36. [모범 답안] 스프레이식 모기약의 꼭지를 누르면 통 안에 액화되어 있던 액화 석유 가스가 기화되어 모기약과 함께 뿜어져 나온다. 이때 액화 석유 가스가 기화열을 흡수하므로 통 표면의 온도가 낮아진다.

37. (가) 25 ℃의 물을 넣고 입구를 막았으므로 물이 거의 증발할 수 없어 온도는 거의 그대로이다.

(나) 25 ℃의 물을 넣고 입구를 막지 않았으므로 물이 증발하면서 기화열을 흡수하여 물의 온도는 25 ℃보다 조금 낮아진다.

(다) 온도를 알 수 없지만 컵의 표면에 작은 물방울이 생긴 것은 공기 중의 수증기가 차가운 컵의 표면에 부딪쳐 물방울로 액화된 것이다. 따라서 컵 속의 물은 외부의 온도보다 많이 낮다.

38. (가)는 액화, (나)는 응고이다. 응고나 액화가 일어날 때는 열에너지를 방출하므로 주변의 온도가 높아지고, 분자 운동이 둔해지며, 분자 사이의 거리가 가까워진다. 물질의 상태가 변할 때 분자의 질량은 변하지 않는다.

40. [모범 답안] 액체를 냉각할 때 응고열이 방출되어 분자 운동은 매우 둔해지고 분자 배열이 점점 규칙적으로 되면서 액체에서 고체로 상태가 변한다.

41. A는 고체에서 기체로의 승화, B는 기체에서 고체로의 승화, C는 액화, D는 기화, E는 융해, F는 응고이다. 융해, 기화, 고체에서 기체로의 승화가 일어날 때는 열에너지를 흡수하므로 주변의 온도가 낮아지고, 분자 운동이 활발해지며 분자 사이의 거리가 멀어진다.