2012년10월09일 17번

[과목 구분 없음]
다음은 일정한 온도에서 기체의 성질을 알아보기 위한 실험이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 연결관의 부피와 피스톤의 마찰은 무시한다.) [3점]

① ㄱ
② ㄷ
③ ㄱ, ㄴ
④ ㄴ, ㄷ
ㄱ, ㄴ, ㄷ

(정답률: 알수없음)

문제 해설

- 보기 "ㄱ": 기체의 압력과 부피는 역의 관계에 있다는 보이드-샤타의 법칙에 따라, 피스톤을 눌러 부피를 줄이면 압력이 증가하고, 반대로 부피를 늘리면 압력이 감소한다. 따라서, 피스톤을 눌러 부피를 줄이면 압력이 증가하고, 부피를 늘리면 압력이 감소하므로, 압력과 부피는 역의 관계에 있다는 것을 알 수 있다.
- 보기 "ㄷ": 기체의 온도와 압력은 일정한 부피에서는 정비례 관계에 있으며, 이를 가이-뤼삭의 법칙이라고 한다. 따라서, 압력을 일정하게 유지하면서 온도를 높이면 부피가 증가하고, 반대로 온도를 낮추면 부피가 감소한다는 것을 알 수 있다.
- 보기 "ㄴ": 보기 "ㄱ"과 "ㄷ"를 종합하면, 압력과 부피는 역의 관계이고, 온도와 압력은 정비례 관계에 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, 압력을 일정하게 유지하면서 부피를 줄이면 온도가 상승하고, 반대로 부피를 늘리면 온도가 하강한다는 것을 알 수 있다.
- 보기 "ㄴ, ㄷ": 보기 "ㄴ"에서 설명한 것처럼, 압력을 일정하게 유지하면서 부피를 줄이면 온도가 상승하고, 반대로 부피를 늘리면 온도가 하강한다. 이때, 보기 "ㄷ"에서 설명한 것처럼, 온도와 압력은 정비례 관계에 있으므로, 온도가 상승하면 압력도 증가하고, 온도가 하강하면 압력도 감소한다는 것을 알 수 있다.
- 보기 "ㄱ, ㄴ, ㄷ": 보기 "ㄱ", "ㄴ", "ㄷ"에서 설명한 것들을 종합하면, 일정한 온도에서 압력, 부피, 온도는 서로 연관되어 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, 피스톤을 눌러 부피를 줄이면 압력이 증가하고, 온도도 상승하며, 반대로 부피를 늘리면 압력이 감소하고, 온도도 하강한다는 것을 알 수 있다.

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