중1 과학 「기체의 성질」 단원은 기체의 압력과 부피, 온도와 부피 사이의 관계를 다루고, 이를 입자 운동 모형으로 설명하는 데까지 이어집니다. 아래 시험지 20문항으로는 두 법칙을 표와 식으로 계산할 수 있는지, 실험에서 무엇을 같게 두어야 하는지, 현상을 입자의 움직임으로 말할 수 있는지를 확인합니다.
📝 기체의 성질 시험지 — 20문항, 정답·해설은 뒤쪽 별지
이름
날짜
점수/100
배점 · 20문항 · 한 문항 5점 · 100점 만점 · 권장 풀이 시간 30분 · 기본·보통·심화가 섞여 나옵니다(정답·해설은 별지).
‘PDF 만들기’를 누르면 화면과 같은 문제로 A4 PDF 파일이 내려받아지고, 폰에서도 됩니다. 같은 학년·같은 과목 문제는 하루에 한 번 만들어지고, 그날은 같은 문제가 다시 나옵니다. 인쇄물 맨 위에 이름·날짜·점수 칸이 함께 찍힙니다.
원장 한마디
저는 수학학원 원장이라 과학을 가르친다고는 말씀드리지 못합니다. 다만 시험지 한 장을 집에서 어떻게 쓰느냐는 과목이 달라도 크게 다르지 않다고 봅니다.
이 단원 시험지는 압력과 부피, 온도와 부피의 관계를 표와 식으로 계산하는 문항에서 시작해, 입자의 움직임으로 설명하는 문항까지 이어집니다. 20문항을 아이가 직접 풀게 하세요. 옆에서 거들기 시작하면 혼자 풀 수 있는지 알 길이 없어집니다.
채점한 뒤 틀린 번호는 그 자리에서 또 풀리지 말고, 몇 주 두었다가 시험을 앞두고 다시 풀게 하는 쪽을 권합니다. 그때도 막히는 번호가 진짜 약한 곳입니다.
— 수학의 신호 원장
기체의 성질에서 배우는 내용
이 단원의 중심은 기체의 부피가 무엇에 따라 달라지는가입니다. 온도와 기체의 양이 일정할 때 압력이 커지면 부피가 작아지는 관계가 보일 법칙이고, 압력과 기체의 양이 일정할 때 온도가 높아지면 부피가 커지는 관계가 샤를 법칙입니다. 두 법칙 모두 하나만 바꾸고 나머지는 고정한다는 틀 위에 있습니다.
입자 운동 모형은 이 두 법칙이 왜 성립하는지를 설명하는 축입니다. 기체 입자가 벽에 부딪히는 정도가 압력으로 나타나고, 온도가 오르면 입자의 움직임이 활발해져 같은 바깥 압력에서 부피가 늘어납니다. 입자의 수나 크기가 바뀌는 것은 아니라는 점이 법칙과 모형을 잇는 연결 고리입니다.
시험지에서 뽑아 본 문제
온도가 일정한 곳에서 1기압일 때 부피가 600 mL인 기체를 압력이 3기압이 되도록 압축하였다. 이때 기체의 부피는 몇 mL인가? (단위 포함)정답 · 200 mL — 온도가 일정하면 압력×부피가 일정하므로 1기압×600 mL = 3기압×V이다. 따라서 V = 600 ÷ 3 = 200 mL이다.
압력이 일정할 때 0℃에서 부피가 546 mL인 기체를 30℃까지 가열하면 부피는 몇 mL가 되는가? (기체의 온도가 1℃ 오를 때마다 0℃ 때 부피의 1/273씩 증가한다. 단위를 포함하여 쓰시오.)정답 · 606 mL — 1℃ 오를 때마다 546×(1/273) = 2 mL씩 늘어나므로 30℃ 오르면 2×30 = 60 mL가 증가한다. 따라서 546+60 = 606 mL이다.
위 자료를 해석한 내용으로 옳은 것은? 압력을 일정하게 유지한 채 일정량의 기체의 온도를 바꾸며 부피를 측정하였다. 온도(℃)와 부피(mL)의 순서쌍: (0, 273), (10, 283), (20, 293), (40, 313). ① 온도가 10 ℃ 높아질 때마다 부피가 10 mL씩 일정하게 증가한다. ② 온도가 높아질수록 부피는 일정하게 줄어든다. ③ 온도가 20 ℃에서 40 ℃로 2배가 되면 부피도 2배가 된다. ④ 온도와 부피는 서로 반비례한다.정답 · ① 온도가 10 ℃ 높아질 때마다 부피가 10 mL씩 일정하게 증가한다. — 온도가 10 ℃ 오를 때마다 부피가 273→283→293으로 10 mL씩 늘어난다. 20 ℃에서 40 ℃로 오를 때 부피는 293 mL에서 313 mL로 약 1.07배가 되므로 2배가 아니다.
수면에서 거품의 부피는 몇 mL가 되는가? (단, 수면의 압력은 1기압이고 온도 변화는 무시한다.) 잠수한 사람이 내쉰 공기 거품이 수심 20 m에서 위로 올라간다. 수심 20 m에서의 압력은 3기압이고 이때 거품의 부피는 12 mL이다. 거품 속 공기의 양과 온도는 변하지 않는다고 가정한다. ① 4 mL ② 12 mL ③ 24 mL ④ 36 mL정답 · ④ 36 mL — 온도가 일정하므로 3기압 × 12 mL = 1기압 × V이다. 따라서 V = 36 mL이고, 거품은 위로 올라갈수록 압력이 낮아져 부피가 커진다.
시험지는 같은 단원의 기본·보통·심화 문항을 섞어 20개로 냅니다. 위 문제는 그 가운데 몇 개를 옮겨 놓은 것입니다.
기체의 성질에서 헷갈리는 곳
반비례와 증가량 구분 압력과 부피는 곱이 일정한 반비례이고, 온도와 부피는 온도가 오를 때 늘어나는 양이 일정한 관계입니다. 표에서 압력과 부피를 곱해 보면 어느 관계인지 바로 확인됩니다.
전체 압력과 추가 압력 피스톤 위에 추를 올리는 문항에서 보일 법칙으로 구한 값은 전체 압력입니다. 여기서 대기압 1기압을 빼야 추가 가한 압력이 되는데, 구한 값을 그대로 답으로 적기 쉽습니다.
실험에서 같게 둘 조건 온도와 부피의 관계를 확인하려면 기체의 양과 압력을 같게 유지해야 합니다. 피스톤이 자유롭게 움직여 바깥 압력이 일정한 장치를 골라야 하고, 단단한 용기는 부피가 변하지 않아 맞지 않습니다.
기체의 성질 시험지에 나오는 문항 모양
단답
선다
원리 적용
그래프·표 해석
개념 확인
집에서 기체의 성질 공부하는 순서
먼저 보일 법칙의 표 읽기부터 시작합니다. 압력과 부피를 곱해 값이 같은지 확인하고, 곱이 일정하다는 식으로 모르는 부피를 구하는 연습을 합니다. 단위를 끝까지 적는 습관도 이 단계에서 함께 잡습니다. 하루에 적은 문항을 매일 풀어도 충분합니다.
다음은 샤를 법칙입니다. 온도가 1℃ 오를 때마다 0℃ 때 부피의 1/273씩 늘어난다는 약속을 식으로 옮기고, 처음 부피를 거꾸로 구하는 문항까지 풀어 봅니다. 마지막에는 입자 운동 모형으로 이유를 한두 문장으로 말해 보면 개념이 이어집니다. 틀린 문항은 어느 조건을 놓쳤는지 적어 둡니다.