15℃ 0.2 kg 기름 + 100℃ 0.3 kg 구리 최종온도 30℃

15℃ 0.2 kg 기름 + 100℃ 0.3 kg 구리 최종온도 30℃

 

 

온도가 15℃이고 질량이 0.2 kg인 어떤 기름 속에,

온도가 100℃이고 질량이 0.3 kg인 구리 공을 넣었더니

최종 평형온도가 30℃가 되었다면, 기름의 비열은 얼마인가?

단, 구리의 비열은 0.09 kcal/kg•℃이고, 용기의 열용량은 0.01 kcal/℃이다.

 

 

온도가 15℃이고 질량이 0.2 kg인 어떤 기름 속에

온도가 100℃이고 질량이 0.3 kg인 구리 공을 넣었더니

최종 평형 온도가 30℃가 되었다. 이 기름의 비열은 얼마인가?

 

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▶ 참고: 열용량과 비열 [ https://ywpop.tistory.com/2897 ]

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> 물질이 잃거나 얻은 열, q = C m Δt

> 용기(=열량계)가 잃거나 얻은 열, q = C Δt

( 용기의 질량은 용기의 열용량 값에 반영되어 있음. )

 

 

 

> 높은 온도의 물질이 잃은 열(–q) = 낮은 온도의 물질이 얻은 열(+q)

> 구리가 잃은 열 = 기름이 얻은 열 + 용기가 얻은 열

 

 

 

기름의 비열을 x라 두면,

–(0.09 kcal/kg•℃) (0.3 kg) (30–100 ℃)

= +(x kcal/kg•℃) (0.2 kg) (30–15 ℃) + (0.01 kcal/℃) (30–15 ℃)

 

1.89 = 3x + 0.15

3x = 1.89 – 0.15 = 1.74

 

x = 1.74 / 3 = 0.58

 

 

 

답: 0.58 kcal/kg•℃

 

 

 

 

[참고] 구리의 비열

> 0.385 J/g•℃

> 0.092 cal/g•℃

> 0.092 kcal/kg•℃