2016년03월06일 31번
[기계열역학] 온도 600 ℃의 구리 7 kg을 8 kg의 물속에 넣어 열적 평형을 이룬 후 구리와 물의 온도가 64.2℃가 되었다면 물의 처음 온도는 약 몇 ℃인가? (단, 이 과정 중 열손실은 없고, 구리의 비열은 0.386kJ/kg·K 이며 물의 비열은 4.184kJ/kg·K 이다.)
- ① 6 ℃
- ② 15 ℃
- ③ 21 ℃
- ④ 84 ℃
(정답률: 20%)
문제 해설
먼저, 구리가 물에 넣어지면 물은 구리로부터 열을 흡수하고, 구리는 물로부터 열을 방출합니다. 이 과정에서 열은 보존되므로, 구리가 방출한 열과 물이 흡수한 열은 같아야 합니다.
구리의 열량 = 물의 열량
m1c1ΔT1 = m2c2ΔT2
여기서, m1은 구리의 질량, c1은 구리의 비열, ΔT1은 구리의 온도 변화량, m2는 물의 질량, c2는 물의 비열, ΔT2는 물의 온도 변화량입니다.
주어진 조건에서, m1 = 7 kg, c1 = 0.386 kJ/kg·K, ΔT1 = 600 ℃ - 64.2 ℃ = 535.8 ℃, m2 = 8 kg, c2 = 4.184 kJ/kg·K, ΔT2 = 64.2 ℃ - x (물의 처음 온도)
따라서,
7 × 0.386 × 535.8 = 8 × 4.184 × (64.2 - x)
x = 21 ℃
따라서, 물의 처음 온도는 약 21 ℃입니다.
구리의 열량 = 물의 열량
m1c1ΔT1 = m2c2ΔT2
여기서, m1은 구리의 질량, c1은 구리의 비열, ΔT1은 구리의 온도 변화량, m2는 물의 질량, c2는 물의 비열, ΔT2는 물의 온도 변화량입니다.
주어진 조건에서, m1 = 7 kg, c1 = 0.386 kJ/kg·K, ΔT1 = 600 ℃ - 64.2 ℃ = 535.8 ℃, m2 = 8 kg, c2 = 4.184 kJ/kg·K, ΔT2 = 64.2 ℃ - x (물의 처음 온도)
따라서,
7 × 0.386 × 535.8 = 8 × 4.184 × (64.2 - x)
x = 21 ℃
따라서, 물의 처음 온도는 약 21 ℃입니다.
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