24-2(제76회)표준대기압 아래 100[℃]에서 액체 상태의 물 1[… | 2024년 위험물기능장실기(필답형) 제76회 기출문제 상세 페이지

약 1,700배

[해설]

이상기체 상태방정식에 질량과 분자량을 넣어 부피에 대해 풀면 된다.

$PV = nRT = \dfrac{W}{M}RT \quad \Rightarrow \quad V = \dfrac{WRT}{PM}$

액체 상태의 물 1[m³]는 밀도가 1,000[kg/m³]이므로 질량 W = 1,000[kg]이고, 물의 분자량 M = 18[kg/kmol], 절대온도 $T = 273 + 100 = 373\,\mathrm{K}$, 표준대기압 P = 1[atm]이다.

$V = \dfrac{1{,}000 \times 0.08205 \times 373}{1 \times 18} = 1{,}700.3\,\mathrm{m^3}$

원래 부피 1[m³]와 견주면 $\dfrac{1{,}700.3}{1} \fallingdotseq 1{,}700$, 곧 약 1,700배로 팽창한다. 절대온도를 273.15로 잡으면 1,700.9[m³]가 나오지만 결론은 같다.

물이 좋은 소화약제인 까닭이 여기에 있다. 기화하면서 증발잠열로 열을 빼앗을 뿐 아니라, 부피가 1,700배로 부풀어 연소면 둘레의 공기를 밀어내므로 냉각소화와 질식소화가 함께 일어난다.

한편 밀도와 비중은 다른 값이다. 비중은 물을 1로 놓은 무차원 수이므로 "비중 1,000[kg/m³]" 같은 표기는 성립하지 않는다. 1,000[kg/m³]는 물의 밀도다.