1. 질량이 200g인 금속을 100도씨의 물에서 충분히 가열한 다음 300g의 차가운 물이
들어 있는 열량계에 넣었다. 이때 열량계 속의 물의 온도 가 20도씨에서 40도씨로 증가해
쭈욱 40도씨에 머물렀다. 이 금속의 비열은?
금속이 잃는 열 = 물이 얻은 열 (단 열평형상태가 되었을 때)
Q=c*m*Δt = 열량 = 비열 * 질량 * 온도변화 ....공식입니다.
금속이 잃는 열 = 금속의 비열 c * 200 * (100-40) = 12000c
물이 얻은 열 = 물의 비열 1cal/g℃ * 300 * (40-20) = 6000
12000c = 6000
c = 6000/12000 = 0.5cal/g℃ = 0.5kcal/kg℃
2. 온도가 다른 두 물체 A,B를 접촉시켜 놓고 열평형 상태에 도달하는 동안 두 물체의 온도
변화를 측정한 결과, 20도씨인 물체 A와 5도씨인 물체 B가 시간이 지나 10도씨에서 열평형
상태에 이르렀다. 두 물체의 열용량 비(A:B)를 쓰시오.
열용량 = 열량/온도변화 ..... 공식입니다^^
열평형상태에 도달하였으므로 물체A가 잃은 열 = 물체 B가 얻은열 = Q
물체 A의 열용량 = Q/온도변화 10도
물체 B의 열용량 = Q/온도변화 5도
물체 A의 열용량 : 물체 B의 열용량 = Q/온도변화 10도 : Q/온도변화 5도 = 5 : 10 =1 : 2
(결론적으로 열용량의 비를 쉽게 구하려면 온도변화의 역수의 비를 구하면 됩니다^^
3. 온도가 100도씨이고 질량이 50g인 금속 조각이 질량이 500g인 물의 온도를 20도씨에서 25도씨로
높였다면, 이 금속이 잃은 열량은 몇 kcal인지 구하시오.(단, 물의 비열은 1kcal/kg도씨)
금속이 잃은 열량 = 물이 얻은 열량 = c*m*Δt = 1kcal/kg℃ * 0.5kg * (25-20)℃ =2.5kcal
4. #물질/비열 물/1.00 식용유/0.40 알루미늄/0.21 구리/0.09 납/0.03
물 10g, 식용유100g, 알루미늄 200g, 구리 100g, 납1kg 의 열용량을 구하여라.
물의 열용량 = 0.01kg * 1kcal/kg℃ = 0.01kcal/℃
식용유의 열용량 = 0.1kg * 0.4kcal/kg℃ = 0.04kcal/℃
알루미늄의 열용량 = 0.2kg * 0.21kcal/kg℃ = 0.042kcal/℃
구리의 열용량 = 0.1kg * 0.09kcal/kg℃ = 0.009kcal/℃
납의 열용량 = 1kg * 0.03kcal/kg℃ = 0.03kcal/℃
5. 정답 : 5번
이 그래프는 두 물체 A,B에 같은 열을 가하여 동시에 가열했을때 시간에 따른 온도 변화를 나타낸것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1)가열하기 전 두 물체 A,B의 온도는 10도씨로 같다. 맞다
2)1분당 두 물체 A,B 가 얻은 열량은 같다. 맞다
3)3분후 물체 A의 온도 변화는 물체 B의 2배이다. 맞다
4)물체 B의 열용량은 물체A의 2배이다. 맞다
5)물체 B의 비열은 물체A의 2배이다. 틀렸다(왜냐하면 물체 A와 B의 질량을 알 수 없기 때문이다!)
6. 100도씨 금속 조각을 20도씨 물 100g에 넣었더니 물의 온도가 50도씨로 일정하게 유지되었다.
금속조각의 열용량은 몇 kcal/도씨 인지 구하시오.(단, 물의 비열은 1)
금속이 얻은 열 = 물이 잃은 열 = 1kcal/kg℃ * 0.1kg * (50-20) = 3kcal
그러므로 물의 열용량 = 열량 / 온도변화 = 3kcal/(50-20)℃ = 0.1kcal/℃
*
(가) 금속 A가 들어 있는 열량계의 물의 온도를 측정하니 20도씨였다.
(나)12도씨의 물 100g이 들어 있는 열량계 속에 금속A를 급히 옮겨 넣었다.
(다)질량이 50g금속 A를 물이 담긴 비커에 넣고 충분히 가열한 후 물의 온도를 측정하니 100도씨였다.
7. 위의 실험 과정을 순서대로 나열하자.
(다) ㅡ> (나) ㅡ> (가)
8.금속 A의 비열은?
물이 얻은 열 = c*m*Δt = 1 * 0.1 * (20-12) = 0.8kcal = 금속A가 얻은 열 = 금속비열 x * 0.05kg * (100-20)
0.8kcal = 금속비열 x * 0.05kg * (100-20) = 4x
4x = 0.8
x = 0.8/4 =0.2kcal/kg℃
9. 질량이 100g인 금속을 실에 매달아 비커에 넣고 알코올 램프로 가열하여 물의 온도가 100도씨가
되도록 끓였다. 끓는 물속에서 금속을 꺼내어 빠르게 20도씨의 물 200g이 들어 있는 열량계에 넣고
물의 온도를 측정하였더니 시간에 따라 다음과같이 변하였다.
시간(초) |
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
180 |
210 |
물의온도 |
20 |
21.4 |
22.4 |
23.1 |
23.6 |
23.9 |
24.0 |
24.0 |
이 실험으로 알수 있는 것을 보기에서 모두 고르시오. 정답 : (가), (나)
(가) 금속과 물의 열평형 온도는 24도씨이다. 맞다(24.0도를 계속 유지하므로)
(나) 금속이 잃은 열량은 800cal이다. =물이 얻은 열량 = 1 * 0.2kg * (24-20)℃ = 0.8kcal = 800cal :맞다!
(다) 금속의 비열은 물의 비열보다 크다. : 거짓
(라) 금속의 열용량은 물의 열용량 보다 크다. : 거짓
금속의 열용량 = 800cal/(100-24). 물의 열용량 = 800cal/(24-20)
10. 이 표는 몇가지 물질의 비열을 나타낸 것이다.
물질 |
비열(kcal/kg도씨) |
알루미늄 |
0.2 |
철 |
0.1 |
구리 |
0.09 |
은 |
0.056 |
이에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고르면? 정답 : (가), (나)
(가) 철 100g을 0도씨에서 100도씨로 높이는데 필요한 열량은 1kcal이다.