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상태 변화와 열에너지

문서에서 수 학 (페이지 44-53)

│180~181쪽│

01융해, 기화, 승화(고체→기체) 02흡수

03응고, 액화, 승화(기체→고체) 04방출

05액화열 06상태 변화 07녹는점

08약해진다 09둔해지면서

01

공기 중의 수증기가 차가운 천장에 닿아 액화되기 때문이다.

02

⑴ ㉠ 붉은색으로 변한다. ㉡ 붉은색으로 변한다.

⑵ 물이 상태 변화하여도 물의 고유한 성질은 변하지 않는다.

│스토리텔링 서술형 문제│

잘 나오는 유형1

잘 나오는 유형2 배점 평가 기준

공기 중의 수증기가 차가운 천장에 닿아 액화되기 때문이라고 서술한 경우

그 외의 경우 100%

0%

배점

문항 평가 기준

㉠, ㉡에 들어갈 색 변화를 모두 옳게 쓴 경우

㉠, ㉡ 중 한 개만 옳게 쓴 경우

실험을 통해 알 수 있는 사실을 옳게 서술한 경우

50%

25%

50%

과 학

어난다.

10

㈏ 구간의 온도가 일정하게 유지되는 이유는 응고열을 방 출하기 때문이다.

11

액체 물질의 열에너지를 잃으면 분자 사이의 인력이 강해 져 고체로 상태 변화한다.

12

㈎는 에탄올의 온도가 올라가는 구간이고, ㈏에서 기화열 을 흡수한다.

13

㈎, ㈏, ㈐ 상태의 물질은 모두 분자 운동을 한다.

14

녹는점과 끓는점 사이의 온도에서는 물질이 액체 상태로 존재한다. 상온(25 æ)에서 A와 E는 고체, B와 D는 기체, C는 액체 상태이다.

15

⑴ 방출 ⑵ 높아진다.

│서술형 문제│

16

⑴ B, 끓는점

⑵ 가해 준 열에너지가 물의 상태 변화에 사용되기 때문이다.

17

에탄올에 뜨거운 물을 부으면 에탄올 분자가 열에너지를 흡 수하여 분자 운동이 활발해지면서 분자 사이의 거리가 멀어지 므로 에탄올의 부피가 증가한다.

배점

문항 평가 기준 방출이라고 쓴 경우 높아진다고 쓴 경우

50%

50%

배점

문항 평가 기준

B와 끓는점이라고 쓴 경우

가해 준 열에너지가 물의 상태 변화에 사용되기 때문 이라고 서술한 경우

50%

50%

배점 평가 기준

주어진 용어를 모두 포함하여 옳게 서술한 경우 그 외의 경우

100%

0%

│185~187쪽│

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070809

10

11

│스토리텔링 서술형 문제│01~04해설 참조

01

A는 승화열 흡수, B는 승화열 방출, C는 융해열 흡수, D 는 응고열 방출, E는 기화열 흡수, F는 액화열 방출이다.

02

A, C, E 과정에서는 물질의 열에너지가 증가하고, B, D, F과정에서는 물질의 열에너지가 감소한다.

03

①은 승화열, ③과 ⑤는 기화열, ④는 액화열을 이용한 예 이다.

04

㈎는 융해열 흡수, ㈏는 기화열 흡수, ㈐는 승화열 방출의 예이다.

05

ㄱ은 액화, ㄴ은 기화, ㄷ은 승화(고체→기체), ㄹ은 응고 의 예이다.

06

증발기 A에서는 기화가 일어나면서 열을 흡수하여 주위의 온도가 낮아지고, 응축기 B에서는 액화가 일어나면서 열을 방출하여 주위의 온도가 높아진다.

07

B구간은 융해가 일어나는 구간으로 고체와 액체가 함께 존재하고, D 구간은 기화가 일어나는 구간으로 액체와 기 체가 함께 존재한다.

① ㉠은 끓는점, ㉡은 녹는점이라고 한다.

② A 구간은 고체 상태로만 존재한다.

④ C 구간은 액체의 온도가 높아지는 구간이다.

⑤ B와 D 구간에서 가해 준 열은 상태 변화에 쓰인다.

08

㈑ 구간은 응고가 일어나는 구간으로 분자 운동이 둔해진다.

09

BC구간에서는 열을 흡수하여 고체가 액체로 되는 상태 변 화가 일어나는데, 흡수된 열은 모두 분자 사이의 인력을 끊 고 상태 변화하는 데 사용되므로 온도가 일정하게 유지된다.

10

융해는 고체가 열에너지를 흡수하여 액체로 되는 현상이 다. 융해가 일어나면 분자 사이의 인력이 약해져 분자 사이 의 거리가 멀어지며, 융해가 일어나는 동안에는 온도가 일 정하다.

11

주어진 현상은 융해, 기화, 승화(고체→기체)로 가열할 때 일어나며, 열에너지를 흡수하는 상태 변화이다. 이때 분자 사이의 인력이 약해지고 분자 사이의 거리가 멀어진다.

01

액체 상태의 뷰테인이 기화하면서 주위로부터 열에너지를 흡 수하기 때문이다.

02

손난로 속에 들어 있는 용액이 응고되면서 주위로 열에너지 를 방출하기 때문이다.

│스토리텔링 서술형 문제│

잘 나오는 유형1

잘 나오는 유형2 배점 평가 기준

상태 변화에 따른 열에너지의 출입과 관련지어 옳게 서술한 경우

그 외의 경우 100%

0%

배점 평가 기준

상태 변화에 따른 열에너지의 출입과 관련지어 옳게 서술한 경우

그 외의 경우 100%

0%

03

송이, 방열기에서는 수증기가 물로 변해.

잘 나오는 유형3

04

78 æ, 상태 변화가 일어나는 동안에는 온도가 일정하게 유지 되기 때문이다.

잘 나오는 유형4 배점 평가 기준

틀린 학생을 고르고, 옳게 고쳐 서술한 경우 틀린 학생만 옳게 고른 경우

100%

50%

배점 평가 기준

78 æ라고 쓰고, 그 이유를 옳게 서술한 경우 78 æ라고만 쓴 경우

100%

50%

│190~193쪽│

➊회

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22~25

해설 참조

01

세포는 생물체를 구성하는 기본 단위로 생물의 종류에 따 라 크기와 모양이 다양하다. 한 종류의 생물에서도 세포의 기능에 따라 크기와 모양이 다양하다.

02

A는 미토콘드리아, B는 세포벽, C는 세포막, D는 엽록체, E는 핵이다. 세포벽은 세포막 바깥에 있는 단단한 벽으로 식물세포의 모양을 일정하게 유지시킨다. 생명 활동을 조 절하고 통제하는 것은 핵이고, 에너지를 생성하는 것은 미 토콘드리아이다.

03

세포질을 둘러싸고 있는 얇은 막으로, 물질의 출입을 조절 하는 것은 세포막, 노폐물 등을 저장하는 것은 액포, 광합 성이 일어나는 곳은 엽록체이다.

04

㈎`는 식물세포, ㈏`는 동물세포이다. 세포벽은 식물세포에 만 있다. 식물세포의 핵은 아세트산카민 용액으로 염색하 고, 동물세포의 핵은 메틸렌블루 용액으로 염색한다.

05

식물의 구성 단계는 세포 → 조직 → 조직계 → 기관 → 개 체이다. 기관계는 동물의 구성 단계 중 하나이다.

06

A는 뿌리털, B는 물관, C는 생장점, D는 뿌리골무이다.

뿌리털은 표피세포 한 개가 길게 변한 것으로, 표면적을 넓 혀 물과 무기 양분을 효율적으로 흡수할 수 있다.

07

세포 분열이 일어나 뿌리를 길게 자라게 하는 부분은 생장 점이다.

08

삼투에 의해 저농도인 흙 속의 물이 고농도인 뿌리털로 흡 수된다. 뿌리 내부로 갈수록 농도가 높아지므로 뿌리털에 서 흡수한 물이 뿌리의 물관으로 이동한다.

09

식물의 뿌리에서 물과 무기 양분이 흡수되는 원리는 삼투 로, 반투과성 막을 경계로 농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 물이 이동하는 현상이다. 잎의 기공을 통해 식물체 내의 물 이 수증기 상태로 방출되는 것은 증산 작용이다.

10

A는 체관, B는 형성층, C는 물관이다. 체관은 유기 양분의 이동 통로이며, 물관은 물과 무기 양분의 이동 통로이다.

잎에서 만들어진 유기 양분은 밤에 물에 잘 녹는 설탕의 형 태로 체관을 통해 이동한다.

11

물관은 관다발의 안쪽에, 체관은 관다발의 바깥쪽에 분포 한다.

12

㈎`는 쌍떡잎식물, ㈏`는 외떡잎식물이다. A와 E는 체관, B 는 형성층, C와 D는 물관이다. 쌍떡잎식물의 뿌리는 곧은 뿌리, 외떡잎식물의 뿌리는 수염뿌리이다. 형성층은 쌍떡 잎식물의 줄기에 있으며 세포 분열이 일어나 줄기의 부피 생장이 일어나게 한다.

│주관식 & 서술형 문제│

│주관식 & 서술형 문제│

22

⑴ D → C → B → A

⑵ 뿌리 안의 농도가 뿌리 밖 흙의 농도보다 높으므로 삼투에 의해 저농도인 흙에서 고농도인 뿌리로 물이 흡수된다.

23

⑴ C, 물관

⑵ 붉게 물든 부분이 불규칙하게 배열되어 있다.

24

⑴ 전등에서 나온 열을 흡수하여 검정말이 들어 있는 물의 온도가 변하지 않게 한다.

⑵ 전등을 가까이 하면 빛의 세기가 강해져 기포 수가 증가한다.

25

⑴ 낮:광합성량`>호흡량, 밤 : 호흡만 일어난다.

⑵ 광합성량이 호흡량보다 더 많으므로 호흡으로 생긴 이산화 탄소를 광합성에 이용하고도 모자라 외부에서 흡수하고, 광합성 에서 생성된 산소를 호흡에 이용하고도 남아 외부로 배출하기 때문이다.

13

A는 표피, B는 울타리 조직, C는 해면 조직, D는 공변세 포, E는 잎맥이다. 표피는 엽록체가 없어 투명하고, 공변세 포는 잎의 표피세포가 변한 것으로 엽록체가 있어 광합성 이 일어난다. 해면 조직은 동그란 세포들이 엉성하게 배열 되어 있어 기체가 이동하는 통로가 된다.

14

A에서는 잎의 증산 작용에 의해 나온 수증기가 비닐 주머 니에 물방울로 맺힌다. 이 실험을 통해 잎에서 증산 작용이 일어남을 알 수 있다.

15

기공이 열릴 때 증산 작용이 일어난다. 증산 작용은 햇빛이 강할 때, 온도가 높을 때, 바람이 잘 불 때, 습도가 낮을 때, 식물체 내 수분량이 많을 때 잘 일어난다.

16

A는 물, B는 이산화 탄소, C는 포도당, D는 산소, E는 녹 말이다. 물은 뿌리에서 흡수되어 물관을 통해 잎까지 운반 된다.

17

식물세포의 엽록체에서 광합성이 일어나 녹말이 생성되므 로 엽록체가 청람색으로 변한다.

18

시험관 C에서 검정말의 광합성으로 인해 이산화 탄소가 소 모되므로 BTB 용액이 파란색으로 변한 것이다. 시험관 A 와 C를 비교하면 광합성에 이산화 탄소가 필요함을 알 수 있고, 시험관 B와 C를 비교하면 광합성에 빛이 필요함을 알 수 있다.

19

이 실험을 통해 광합성에 빛이 필요하며, 광합성 결과 녹말 이 생성됨을 알 수 있다. 이 실험으로 광합성에 이산화 탄 소가 필요함은 알 수 없다.

20

온도가 증가할수록 광합성량도 증가하다가 일정 온도 이상 에서는 광합성량이 급격히 감소한다.

21

광합성은 이산화 탄소를 흡수하고 산소를 방출하며, 호흡 은 산소를 흡수하고 이산화 탄소를 방출한다.

과 학

│194~197쪽│

➋회

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30 æ

23

전도

24

해설 참조

25

0.2 kcal/(kg¥æ)

01

1기압에서 물이 어는 온도는 0 æ이고, 0 æ를 절대 온도 로 나타내면 273 K와 같다.

02

섭씨온도(`æ) = 절대 온도(`K) - 273이므로 290 K = (290 - 273) æ = 17 æ이다.

03

① ㈏`는 ㈎`보다 온도가 높을 때의 모습이다.

② 온도가 높아지더라도 분자의 크기는 변하지 않는다.

③ 온도가 높아지더라도 분자의 개수는 변하지 않는다.

④ 온도가 높아지면 분자들의 운동이 더 활발해진다.

04

열은 온도가 높은 물체에서 낮은 물체로 이동한다. 온도가 높은 물체의 온도는 낮아지고, 온도가 낮은 물체의 온도는 높아진다.

05

물의 온도가 더 이상 변하지 않는 이유는 물과 쇠구슬 사이 에서 열의 이동이 균형을 이루기 때문이다. 그러므로 물의 온 도가 변하지 않을 때는 물의 온도와 쇠구슬의 온도가 같다.

06

물의 아래쪽을 가열했을 때 전체가 데워지는 것은 대류에 의한 현상이다. 또한, 에어컨을 켜면 대류 현상에 의해 차 가운 공기는 아래로 이동하게 된다. ①, ③은 복사와 관련 이 있고 ④, ⑤는 전도와 관련이 있다.

07

열은 고체에서는 주로 전도의 방법으로, 액체나 기체에서 는 주로 대류의 방법으로, 진공에서는 복사의 방법으로 전 달된다.

08

뜨거운 공기는 위로 올라가고, 차가운 공기는 아래로 내려 간다. 따라서 냉방기는 최대한 높게, 난방기는 최대한 낮게 설치해야 대류 현상이 잘 일어날 수 있다.

09

열이 고체인 쇠를 따라서 전도되고, 물 내부에서는 대류하 고, 빛의 형태로 주변으로 복사된다.

10

건물을 지을 때 열이 잘 통하지 않는 재료를 사용하여야 적 정한 실내 온도를 유지하기 쉽다. 스타이로폼과 같은 단열 재를 이중 벽돌 사이에 넣으면 단열 효과를 높일 수 있다.

11

에너지를 생산하거나 소비하는 과정에서 사용되지 못하고 버려지는 열을 폐열이라고 한다. 쓰레기를 소각할 때 발생 하는 폐열로 난방을 한다.

12

지구의 대기가 온실의 유리와 같은 역할을 하여 태양이 방 출하는 복사 에너지는 잘 받아들이고 지구가 방출하는 복

이중창 이중 유리창 속의 공기가 전도에 의한 열의 이동 차단

이중벽 벽돌 사이에 스타이로폼 등을

넣어 단열 효과를 높임

│주관식 & 서술형 문제│

사 에너지를 서서히 내보내므로 지구 생명체가 살기에 적 절한 온도를 유지할 수 있는 것이다. 그러므로 지구에 대기 가 없다면 지구의 평균 온도는 지금보다 낮아질 것이다.

13

열량 = 비열 _ 질량 _ 온도 변화 4 kcal =비열 _ 0.5 kg _ 20 æ

∴ 비열 = 0.4 kcal/(kg¥æ)

14

Q = c m△t에서 △t ∝ 이므로 같은 열량을 가해 주었을 때 비열 _ 질량이 작을수록 온도가 많이 변한다.

15

열량과 질량이 같을 때 비열은 온도 변화와 반비례하므로 A의 비열은 B의 2배이다.

16

물이 모래보다 비열이 크기 때문에 물의 온도 변화가 모래 보다 작아서 나타나는 현상이다.

17

열팽창하는 정도는 물질의 상태와 종류에 따라 다르며, 기 체` > 액체 `> 고체 순으로 크다.

18

금속이 팽창하는 만큼 바늘이 많이 회전하므로 열팽창 정 도는 A가 가장 크고 C가 가장 작다. 즉, 열팽창 정도의 차 이는 A와 C가 가장 크므로 바이메탈을 만들기에는 금속 A와 C를 이용하는 것이 가장 좋다.

19

바이메탈의 온도가 높아지면 열팽창 정도가 작은 금속 쪽 으로 휘어진다.

20

열팽창에 의해 레일이 휘어지는 것을 막기 위해 철도 레일 사이에 틈을 둔다.

21

①은 전도, ②는 비열, ③은 대류, ④는 복사와 관계가 있 는 현상이다.

1 cm

│주관식 & 서술형 문제│

22

30 æ

열평형 상태가 되면 양방향으로 열의 이동이 균형을 이루 어 온도가 더 이상 변하지 않는다. 그러므로 열평형 온도는 30 æ이다.

23

전도

전도는 인접한 분자들의 충돌에 의해 열이 전달되는 방법 이다.

24

A의 온도 변화가 가장 작으므로(외부로 빠져 나간 열이 가장 적 으므로) 단열 효과가 가장 좋다.

전도, 대류, 복사에 의한 열의 이동을 막는 것을 단열이라 고 하는데, 외부로 빠져나간 열이 적을수록 단열 효과가 좋 은 보온병이다.

25

0.2 kcal/(kg¥æ)

물의 비열 _ 물의 질량 _ 물의 온도 변화

=추의 비열 _ 추의 질량 _ 추의 온도 변화 1 kcal/(kg¥æ) _ 0.3 kg _ (25 - 20) æ

=추의 비열 _ 0.1 kg _ (100 - 25) æ

∴ 추의 비열 = 0.2 kcal/(kg¥æ)

물체 비열 _ 질량

금 철 은 구리

3 11 12 27

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