화재 표면온도(절대온도)가 2배로 되면 복사에너지는 몇 배 로 증가 되는가?

① 2

② 4

③ 8

④ 16

핵심 해설

정답은 ④입니다. 스테판-볼츠만 법칙에 따라 복사에너지는 절대온도의 네제곱에 비례하므로 온도가 2배가 되면 복사에너지는 \(2^4=16\)배가 됩니다. 결정적 단서는 16입니다.

학습 포인트

이 문항은 복사에너지와 절대온도을 평가합니다. 스테판-볼츠만 법칙에 따라 복사에너지는 절대온도의 네제곱에 비례하므로 온도가 2배가 되면 복사에너지는 \(2^4=16\)배가 됩니다. 이러한 지식은 화재 복사열 위험을 평가할 때 온도 상승이 열방출에 미치는 영향을 과소평가하지 않아야 합니다.

선지별 해설

문제에서 제시한 수치나 기준은 복사에너지와 절대온도 판단에 필요한 단서입니다.
적용할 계산식 또는 법정 기준은 다음과 같습니다. 스테판-볼츠만 법칙에 따라 복사에너지는 절대온도의 네제곱에 비례하므로 온도가 2배가 되면 복사에너지는 \(2^4=16\)배가 됩니다.
이 기준을 선택지와 대조하면 16가 도출됩니다.
따라서 최종 답은 ④입니다.
① [X] 이 선택지는 “2”를 제시하지만, 스테판-볼츠만 법칙에 따라 복사에너지는 절대온도의 네제곱에 비례하므로 온도가 2배가 되면 복사에너지는 \(2^4=16\)배가 됩니다. 따라서 16가 되어야 하므로 문제 조건과 맞지 않습니다.
② [X] 이 선택지는 “4”를 제시하지만, 스테판-볼츠만 법칙에 따라 복사에너지는 절대온도의 네제곱에 비례하므로 온도가 2배가 되면 복사에너지는 \(2^4=16\)배가 됩니다. 따라서 16가 되어야 하므로 문제 조건과 맞지 않습니다.
③ [X] 이 선택지는 “8”를 제시하지만, 스테판-볼츠만 법칙에 따라 복사에너지는 절대온도의 네제곱에 비례하므로 온도가 2배가 되면 복사에너지는 \(2^4=16\)배가 됩니다. 따라서 16가 되어야 하므로 문제 조건과 맞지 않습니다.
④ [O] 이 선택지는 계산값 또는 기준값인 16와 일치합니다. 스테판-볼츠만 법칙에 따라 복사에너지는 절대온도의 네제곱에 비례하므로 온도가 2배가 되면 복사에너지는 \(2^4=16\)배가 됩니다.

암기 팁

복사열 문제에서는 ‘절대온도 네제곱’이라는 지수를 먼저 확인하시면 좋습니다.

맞춤 꼼수

온도가 2배이면 2배나 4배가 아니라 \(2^4\)를 적용하여 16배로 판단하시면 됩니다.

AI로 작성된 해설입니다.

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