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23-1수분이 75 % 들어 있는 쇠고기 10 kg을 5 ℃에서 -20… | 2023년 식품안전기사실기(필답형) 1회차 기출문제 상세 페이지

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23-1

수분이 75 % 들어 있는 쇠고기 10 kg을 5 ℃에서 -20 ℃까지 동결한다. -20 ℃에서의 동결률이 0.90이고 얼음의 융해잠열이 334 kJ/kg일 때, 동결 과정에서 방출된 잠열을 구하시오.

해설

2,254.5 kJ


[해설]

잠열은 실제로 얼음으로 바뀐 물에서만 나온다. 그러므로 쇠고기 전체 질량이 아니라 "수분량 × 동결률"만큼에 융해잠열을 곱해야 한다.

Q=m×w×ϕ×LQ = m \times w \times \phi \times L

여기서 m = 시료 질량, w = 수분함량, ϕ\phi = 동결률, L = 융해잠열이다.

· 쇠고기 속 수분 : 10 kg×0.75=7.5 kg10\ \mathrm{kg} \times 0.75 = 7.5\ \mathrm{kg}

· 그중 언 물 : 7.5 kg×0.90=6.75 kg7.5\ \mathrm{kg} \times 0.90 = 6.75\ \mathrm{kg}

· 방출 잠열 : 6.75 kg×334 kJ/kg=2254.5 kJ6.75\ \mathrm{kg} \times 334\ \mathrm{kJ/kg} = \mathbf{2254.5\ \mathrm{kJ}}

따라서 2,254.5 kJ이다.

초기 온도 5 ℃와 최종 온도 -20 ℃는 이 계산에 직접 쓰이지 않는다. 두 온도는 냉각·과냉각 구간의 현열을 구할 때 필요한 조건이고, -20 ℃는 동결률 0.90이 어느 온도에서의 값인지 알려 주는 역할만 한다. 문제가 잠열만 물었으므로 온도 조건은 그대로 두고 넘어가면 된다.

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