표면온도가 300℃에서 안전하게 작동하도록 설계된 히터의 표면온도가 360℃로 상승하면 300℃에 비하여 약 몇 배의 열을 방출할 수 있는가?

① 1.1배

② 1.5배

③ 2.0배

④ 2.5배

핵심 해설

복사열 방출량은 \(T^4\)에 비례하므로 300℃는 573K, 360℃는 633K로 바꾸어 \((633/573)^4\)을 계산합니다. 그 값은 약 1.49로 1.5배에 가깝습니다.

학습 포인트

이 문항은 복사열 방출량이 절대온도의 네제곱에 비례한다는 스테판-볼츠만 법칙을 활용하는 계산 문제입니다. 히터와 고온 표면의 화재위험성 평가는 섭씨온도가 아니라 절대온도 \(K\)로 변환하여 비교하여야 합니다.

선지별 해설

암기 팁

맞춤 꼼수

온도가 300℃에서 360℃로 20%가 아니라 60℃ 증가한 상황이므로 섭씨비 \(360/300\)을 쓰면 안 됩니다. 절대온도비를 쓰면 1.5배가 자연스럽습니다.

AI로 작성된 해설입니다.

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