2014년07월10일 4번
[과목 구분 없음] 그림은 일정한 온도와 압력에서 물이 들어 있는 실린더에 이산화 탄소(CO2) 기체를 넣어 포화된 것을 나타낸 것이다.
이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 추 1개의 압력은 대기압과 같고, 피스톤의 무게와 마찰은 무시한다.) [3점]
이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 추 1개의 압력은 대기압과 같고, 피스톤의 무게와 마찰은 무시한다.) [3점]
- ① ㄱ
- ② ㄴ
- ③ ㄱ, ㄷ
- ④ ㄴ, ㄷ
- ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
문제 해설
보기에서 "ㄱ, ㄷ"가 정답이다. 이유는 실린더 안에 있는 물과 CO2 기체는 상호작용하지 않기 때문에, CO2 기체가 들어가면서 실린더 안의 압력이 증가하고, 이에 따라 피스톤이 상승한다. 이때, 피스톤이 상승하면서 일어나는 일은 다음과 같다.
1. 실린더 안의 부피가 증가하면서 CO2 기체의 부피도 증가한다.
2. CO2 기체의 부피가 증가하면서 CO2 분자들이 서로 멀어지게 되고, 이에 따라 CO2 기체의 온도가 낮아진다.
3. CO2 기체의 온도가 낮아지면서 CO2 기체의 압력도 감소한다.
따라서, 초기에는 CO2 기체의 압력이 높아서 피스톤이 빠르게 상승하지만, 상승하면서 CO2 기체의 압력이 감소하면서 상승 속도가 감소하게 된다. 이후에는 CO2 기체의 압력이 일정하게 유지되면서 피스톤도 일정한 속도로 상승하게 된다.
1. 실린더 안의 부피가 증가하면서 CO2 기체의 부피도 증가한다.
2. CO2 기체의 부피가 증가하면서 CO2 분자들이 서로 멀어지게 되고, 이에 따라 CO2 기체의 온도가 낮아진다.
3. CO2 기체의 온도가 낮아지면서 CO2 기체의 압력도 감소한다.
따라서, 초기에는 CO2 기체의 압력이 높아서 피스톤이 빠르게 상승하지만, 상승하면서 CO2 기체의 압력이 감소하면서 상승 속도가 감소하게 된다. 이후에는 CO2 기체의 압력이 일정하게 유지되면서 피스톤도 일정한 속도로 상승하게 된다.
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