유기농업기사 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2022년04월24일 77번

[유기식품 가공.유통론]
100℃의 물 1g을 냉동하여 0℃의 얼음으로 만들 경우 냉동부하는 얼마인가? (단, 에너지 손실은 없다고 가정하며 물의 비열은 1cal/g℃, 수증기의 잠열은 540cal/g, 얼음의 잠열은 80cal/g 이다.)

  • ① 80 cal
  • ② 100 cal
  • ③ 180 cal
  • ④ 720 cal
(정답률: 알수없음)

문제 해설

물이 얼음으로 변할 때는 냉동열이 방출되므로, 냉동부는 이 냉동열을 흡수해야 한다. 물의 질량은 1g이므로, 물의 온도가 100℃에서 0℃로 내려가는 과정에서 방출되는 열은 다음과 같다.

물의 비열 = 1cal/g℃
물의 온도 변화 = 100℃ - 0℃ = 100℃
물이 방출하는 열 = 1cal/g℃ x 1g x 100℃ = 100cal

따라서, 냉동부는 100cal의 냉동열을 흡수해야 한다. 그러나 이때 생성되는 얼음의 양도 고려해야 한다. 얼음의 잠열은 80cal/g이므로, 1g의 물이 얼음으로 변할 때 방출되는 열은 다음과 같다.

얼음의 잠열 = 80cal/g
얼음의 생성량 = 1g
얼음이 방출하는 열 = 80cal/g x 1g = 80cal

따라서, 냉동부는 100cal의 냉동열과 80cal의 얼음 생성열을 흡수해야 하므로, 총 냉동부는 180cal이 된다. 따라서 정답은 "180 cal"이다.

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