물리 최상 1회 문제지물리
1. [총 12점]열의 이동과 열용량
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]
한 그릇
(2)물을 0.5 L씩 두 그릇에 나눈다. 식용유를 첫째 그릇에 부어 온도가 같아지면 따라 내어 둘째 그릇에 붓고, 다시 온도가 같아지면 따라 낸다. 식용유의 최종 온도와 두 그릇의 물을 합쳤을 때의 온도를 각각 구하고, 처음에 찬 쪽이었던 식용유와 처음에 뜨거웠던 물 가운데 어느 쪽이 더 뜨거운지 판단하시오. [3점]
두 그릇어느 쪽이 더 뜨거운가