문제 #89247

Question

단열식 열량계로 석탄 1.5\ \mathrm g 을 연소시켰더니 온도가 4\ ℃ 상승하였다. 통 내의 유량이 2000\ \mathrm g , 열량계의 물당량이 500\ \mathrm g 일 때 이 석탄의 발열량은 약 몇 \mathrm{J/g} 인가? (단, 물의 비열은 4.19\ \mathrm{J/g\cdot K} 이다.)

Accepted Answer

이 문제는 석탄 연소 시 발생하는 열량을 측정하는 열량계의 원리를 이용합니다. 석탄이 연소하면서 방출한 열은 열량계 내부의 물과 열량계 자체의 온도를 올리는 데 사용됩니다. 따라서 석탄의 발열량은 물과 열량계가 흡수한 총 열량과 같습니다. 핵심 개념은 다음과 같습니다. * **열량계:** 외부와 열 교환이 없는 단열된 장치로, 물질의 연소열이나 반응열을 측정하는 데 사용됩니다. * **물당량:** 어떤 물체의 온도를 1℃ 올리는 데 필요한 열량이 같은 양의 물을 1℃ 올리는 데 필요한 열량과 같을 때, 그 물체의 물당량이라고 합니다. 즉, 열량계 자체도 물로 환산하여 열 흡수량을 계산합니다. * **발열량:** 물질이 완전히 연소할 때 방출하는 열량입니다. **계산 과정 (간략화):** 1. **물과 열량계가 흡수한 열량 계산:** * 물 질량: 2000 g * 열량계 물당량: 500 g * 총 열 흡수 질량 (물 + 열량계 환산): 2000 g + 500 g = 2500 g * 온

문제 1