중1 과학 보일·샤를 법칙의 실생활 적용 예상문제

🎯 정답: 1번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 샤를 법칙: 압력이 일정할 때 기체의 부피는 절대온도(K)에 비례해요.
2️⃣ 온도가 높아지면 기체 입자의 운동이 활발해지면서 서로 더 멀리 퍼지려고 해요.
3️⃣ 그 결과 압력이 일정하게 유지되려면 부피가 늘어나야 합니다.

❌ 오답 노트
2️⃣번: 반비례라고 착각한 경우로, 이는 보일 법칙(압력-부피 관계)과 혼동한 거예요.
3️⃣번: 압력이 일정하다고 해서 부피도 변하지 않는다고 잘못 생각한 경우입니다.
4️⃣번: 온도와 부피의 비례 관계를 반대로 이해한 경우예요.
5️⃣번: 온도의 영향을 완전히 무시한 설명입니다.

💡 핵심 개념 정리
압력이 일정할 때, 기체의 부피는 온도(절대온도)에 비례한다 → 이것이 바로 샤를 법칙!

🌟 실생활 속 과학
찌그러진 탁구공을 뜨거운 물에 넣으면 안의 공기가 데워지면서 부피가 늘어나 다시 펴지는 것도 샤를 법칙과 관련이 깊어요.

🎯 정답: 5번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 보일 법칙 공식: P₁V₁ = P₂V₂
2️⃣ 주어진 값을 대입하면: 1기압 × 6L = 3기압 × V₂
3️⃣ 6 = 3 × V₂ 이므로 V₂ = 6 ÷ 3 = 2L 이 돼요.

❌ 오답 노트
1️⃣번(18L): 압력과 부피를 곱하지 않고 그냥 곱해서 늘려버린 계산 실수예요.
2️⃣번(9L): 압력이 늘어나면 부피도 늘어난다고 잘못 생각한 경우입니다.
3️⃣번(6L): 압력이 변해도 부피가 그대로라고 착각했어요.
4️⃣번(3L): 나눗셈 과정에서 계산 실수를 한 경우예요.

💡 핵심 개념 정리
P₁V₁ = P₂V₂ (온도, 양이 일정할 때 압력과 부피의 곱은 항상 일정하다)

🌟 실생활 속 과학
자전거 펌프로 타이어에 공기를 넣을 때, 피스톤을 눌러 압력을 높이면 펌프 안 공기의 부피가 줄어드는 것도 같은 원리예요.

🎯 정답: 3번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 보일 법칙: 온도가 일정할 때 기체의 압력과 부피는 반비례해요. 즉 P₁V₁ = P₂V₂!
2️⃣ 압력이 원래의 2배가 되면, 부피는 압력의 역수인 1/2로 줄어듭니다.
3️⃣ 예를 들어 압력이 1기압→2기압이 되면, 부피는 6L→3L처럼 절반이 돼요.

❌ 오답 노트
1️⃣, 4️⃣번: 압력과 부피가 비례한다고 착각한 경우예요. 실제로는 반비례!
2️⃣번: 압력이 변해도 부피가 그대로라고 생각한 경우입니다.
5️⃣번: 압력의 제곱에 반비례한다고 잘못 계산한 경우예요.

💡 핵심 개념 정리
온도가 일정할 때, 기체의 압력과 부피는 반비례한다 → 이것이 바로 보일 법칙!

🌟 실생활 속 과학
주사기의 입구를 막고 피스톤을 누르면 압력이 커지면서 안에 있는 공기의 부피가 줄어드는 것을 느낄 수 있어요. 이것도 보일 법칙의 대표적인 예랍니다.

🎯 정답: 1번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 보일 법칙은 '온도'와 '기체의 양(입자 수)'이 변하지 않을 때, 압력과 부피 사이의 관계를 설명하는 법칙이에요.
2️⃣ 이 조건에서 압력이 커지면 부피가 작아지고, 압력이 작아지면 부피가 커지는 반비례 관계가 나타나요.

❌ 오답 노트
2️⃣번: 압력이 일정하다면 애초에 압력과 부피의 관계를 다룰 수 없어요.
3️⃣번: 온도와 압력이 둘 다 일정하면 부피도 항상 같아서 법칙 자체가 의미가 없어요.
4️⃣번: 부피가 일정하다면 압력과 부피의 관계를 볼 수 없어요.
5️⃣번: 보일 법칙은 특정 조건(온도, 양 일정)에서만 성립해요.

💡 핵심 개념 정리
보일 법칙은 온도와 기체의 양이 일정할 때, 압력과 부피가 반비례하는 법칙이다.

🌟 실생활 속 과학
잠수부의 공기 방울, 과자 봉지, 주사기 등 우리 주변의 많은 현상이 '온도가 거의 일정한 상황'에서 압력과 부피의 관계로 설명돼요.

🎯 정답: 3번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 보일 법칙: P₁V₁ = P₂V₂
2️⃣ 2기압 × 8L = 4기압 × V₂
3️⃣ 16 = 4 × V₂ 이므로 V₂ = 16 ÷ 4 = 4L

❌ 오답 노트
1️⃣번(16L): 압력이 커지는데 부피도 커진다고 착각한 경우예요.
2️⃣번(8L): 압력이 변해도 부피는 그대로라고 잘못 생각했어요.
4️⃣번(2L): 계산 과정에서 나눗셈을 잘못한 경우예요.
5️⃣번(32L): 압력과 부피를 곱해야 하는데 반대로 계산한 실수예요.

💡 핵심 개념 정리
온도와 기체의 양이 일정할 때, 압력 × 부피 = 일정(P₁V₁ = P₂V₂)

🌟 실생활 속 과학
공기압축기로 타이어에 바람을 넣을 때, 좁은 통 안의 공기를 압축해서 압력을 높이면 부피가 줄어드는 것도 보일 법칙의 예예요.

🎯 정답: 1번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 자전거 펌프질은 손잡이를 눌러 압력을 높이는 동안 온도 변화는 거의 무시할 수 있어요. 압력이 높아지면서 펌프 속 공기의 부피가 줄어드는 것은 전형적인 보일 법칙 현상이에요.
2️⃣ 나머지 보기들은 모두 '온도가 변하면서' 나타나는 현상이라 샤를 법칙(또는 온도-압력 관계)에 해당해요.

❌ 오답 노트
2️⃣번: 여름철 타이어 압력이 높아지는 것은 온도가 올라갔기 때문이에요(부피가 거의 일정한 상태에서 온도-압력 관계).
3️⃣번: 열기구는 온도를 높여 부피를 키운 것이므로 샤를 법칙의 예예요.
4️⃣번: 냉장고 속 풍선이 쪼그라드는 것도 온도가 낮아졌기 때문이에요(샤를 법칙).
5️⃣번: 압력밥솥에서 온도와 압력이 함께 오르는 것도 온도 변화가 원인이에요.

💡 핵심 개념 정리
온도가 일정한 상태에서 압력에 의해서만 부피가 변하는 경우가 보일 법칙의 예이다.

🌟 실생활 속 과학
같은 '기체의 부피 변화'라도 원인이 압력인지 온도인지를 구분하는 것이 보일 법칙과 샤를 법칙을 이해하는 핵심이에요!

🎯 정답: 2번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 보일-샤를 법칙: (P₁V₁)/T₁ = (P₂V₂)/T₂
2️⃣ 왼쪽 값을 먼저 계산: (1기압 × 4L) / 300K = 4/300
3️⃣ 오른쪽에 대입: (4기압 × V₂) / 600K = 4/300
4️⃣ 4 × V₂ = (4/300) × 600 = 8 이므로 V₂ = 8 ÷ 4 = 2L

❌ 오답 노트
1️⃣번(1L): 온도 변화의 효과를 반영하지 않고 압력 효과만 과도하게 적용한 계산 실수예요.
3️⃣번(4L): 압력과 온도가 함께 커져서 부피가 변하지 않는다고 착각한 경우예요.
4️⃣번(8L), 5️⃣번(16L): 압력 증가 효과를 무시하거나 온도 효과만 반영해 부피가 커진다고 잘못 계산한 경우예요.

💡 핵심 개념 정리
압력과 온도가 동시에 변할 때는 (P₁V₁)/T₁=(P₂V₂)/T₂ 를 이용해 부피를 구한다(보일-샤를 법칙).

🌟 실생활 속 과학
등산이나 비행처럼 압력과 온도가 동시에 달라지는 실제 상황에서는 보일 법칙과 샤를 법칙을 하나로 합친 이 식으로 기체의 부피 변화를 정확히 예측할 수 있어요.

🎯 정답: 4번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 샤를 법칙: V₁/T₁ = V₂/T₂ (반드시 절대온도 K로 계산!)
2️⃣ 4L/300K = V₂/600K
3️⃣ 600K는 300K의 2배이므로, 부피도 2배가 돼요. V₂ = 4L × 2 = 8L

❌ 오답 노트
1️⃣번(2L): 온도가 높아지는데 부피가 줄어든다고 반대로 계산한 경우예요.
2️⃣번(4L): 온도가 변해도 부피가 그대로라고 착각했어요.
3️⃣번(6L): 절대온도가 아닌 섭씨온도의 비율로 잘못 계산한 경우예요.
5️⃣번(16L): 비율을 두 번 곱하는 계산 실수를 한 경우예요.

💡 핵심 개념 정리
압력이 일정할 때, V₁/T₁ = V₂/T₂ (반드시 절대온도 K 사용!)

🌟 실생활 속 과학
겨울철 찌그러진 페트병을 따뜻한 방 안에 두면 저절로 펴지는 것도 샤를 법칙 덕분이에요. 온도가 올라가면서 병 속 공기의 부피가 커지기 때문이죠.