15-1-10 ℃ 상태로 보관된 얼음 500 g이 있다. 이 얼음 전부… | 2015년 식품안전기사실기(필답형) 1회차 기출문제 상세 페이지

362.5 kcal

[해설]

상태가 바뀌는 구간에서는 온도가 오르지 않고 잠열만 들어가고, 상태가 그대로인 구간에서는 현열만 들어간다. 그래서 얼음 → 물 → 수증기로 가는 길을 네 토막으로 끊어 각각의 열량을 구한 뒤 더한다. 시료는 500 g = 0.5 kg이다.

① -10 ℃ 얼음 → 0 ℃ 얼음(현열)

$Q_1 = m\,c\,\Delta T = 0.5 \times 0.5 \times 10 = 2.5$ kcal

② 0 ℃ 얼음 → 0 ℃ 물(융해잠열)

$Q_2 = m\,L_f = 0.5 \times 80 = 40$ kcal

③ 0 ℃ 물 → 100 ℃ 물(현열)

$Q_3 = m\,c\,\Delta T = 0.5 \times 1 \times 100 = 50$ kcal

④ 100 ℃ 물 → 100 ℃ 수증기(기화잠열)

$Q_4 = m\,L_v = 0.5 \times 540 = 270$ kcal

⑤ 합계

$Q = 2.5 + 40 + 50 + 270 = \mathbf{362.5}$ kcal

네 토막 가운데 기화잠열(270 kcal)이 전체의 약 4분의 3을 차지한다. 물의 기화열이 융해열보다 훨씬 크기 때문이며, 증발·건조 공정의 에너지 비용이 냉동 공정보다 큰 이유도 여기에 있다. 비열과 잠열의 단위가 모두 kg 기준이므로 500 g을 0.5 kg으로 환산한 뒤 대입해야 한다는 점이 이 문제의 첫 관문이다.