9급국가직공무원 2007-04-14 화학공학일반 1번 문제 해설

**문제 요약:** 100°C의 커피 150g에 0°C의 물 30g을 섞었을 때, 최종 커피 온도를 구하라 (비열 = 1 cal/g°C). **정답 근거:** - **열량 균형 방정식 사용:** \[ m_1 \cdot c \cdot (T_1 - T_f) = m_2 \cdot c \cdot T_f \] 여기서 \( m_1 = 150 \)g, \( T_1 = 100 \)°C, \( m_2 = 30 \)g, \( c = 1 \) cal/(g°C). \[ 150 \cdot (100 - T_f) = 30 \cdot T_f \] \[ 15000 - 150T_f = 30T_f \] \[ 15000 = 180T_f \] \[ T_f = \frac{15000}{180} \approx 83.3°C \] **오답 포인트:** - **옵션 1 (91.7°C):** 초기 커피 온도에 더 큰 영향을 미친다고 오인. - **옵션 3 (78.5°C):** 물의 양이 적어 커피 온도 변화가 덜 크다고 오해. - **옵션 4 (64.6°C):** 물의 낮은 온도가 더 크게 영향을 미친다고 잘못 이해. **핵심 개념:** - **열량 균형 원리:** 두 물질의 온도 변화는 그들의 질량과 초기 온도에 따라 결정된다. - **비열 일정:** 커피와 물의 비열이 동일하므로 계산 단순화 가능. **마무리 요약:** 물의 온도가 낮으므로 커피 온도는 조금 내려가지만, 물의 양이 적어 큰 변화는 없다. 계산 결과, 최종 온도는 83.3°C로 확인된다.