섞이지 않는 물과 식용유를 여러 그릇에 차례로 맞대는 열 교환, 밀폐 물기둥 속 잠수부의 부력과 압력, 내부 저항이 있는 헌 전지의 최적 배치를 다루는 3문항입니다. 열용량, 열의 이동 방향, 그릇의 열용량까지 따져야 답이 나오는 최상 세트입니다.
난이도 최상: 식을 직접 세운 뒤 규칙을 일반화하고, 가장 좋은 방법을 찾고, 어떤 방법이 왜 안 되는지까지 밝혀야 하는 소문항이 들어 있습니다. 영재학교 2단계 기출의 가장 어려운 문항보다 높은 수준을 목표로 합니다.
온도가 80 °C인 물 1.0 L와 온도가 20 °C인 식용유 1.0 L가 있다. 물의 밀도는 1.0 g/cm³, 비열은 4.2 J/(g·°C)이고, 식용유의 밀도는 0.80 g/cm³, 비열은 2.0 J/(g·°C)이다. 물과 식용유는 섞이지 않으며, 한 그릇에 함께 넣으면 식용유가 위에 떠서 두 층을 이룬 채 온도가 같아질 때까지 열을 주고받는다. 온도가 같아지면 위층의 식용유만 따라 내어 다른 그릇으로 옮길 수 있고, 이때 물은 함께 나오지 않는다. 그릇의 열용량과 바깥으로 빠져나가는 열은 무시하며, 비열은 온도에 관계없이 일정하다.
(1)물 1.0 L가 담긴 그릇에 식용유를 모두 부었을 때의 최종 온도를 구하고, 이 과정에서 물이 잃은 열량을 구하시오. [2점]
나머지 소문항 3개는 구매하면 볼 수 있습니다.
구매하면 3문항 전체와 풀이, 채점 기준을 받습니다.
첨삭을 주는 모의고사를 먼저 구매한 20명은 처음 산 한 세트에 답안 첨삭이 포함됩니다. 남은 자리 20명.
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