2026년 9월 고2 학평 통합과학 16번 해설

에너지 효율 배점 1.5점

16.

그림 (가)는 일반적인 화력 발전에서의 에너지 흐름을, (나)는 전기와 난방용 열 등을 함께 공급하는 열병합 발전에서의 에너지 흐름을 나타낸 것이다. 공급된 연료 에너지는 100E이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [1.5점]

① ㄱ
② ㄴ
③ ㄱ, ㄷ
④ ㄴ, ㄷ
⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

⑤

에너지 보존으로 (가)의 전기는 100E − 51E = 49E(ㄱ 옳음), (나)의 손실은 100E − 81E = 19E로 (가)의 51E보다 작고(ㄴ 옳음), (나)의 유용한 에너지 비율은 81E/100E = 81%(ㄷ 옳음) → 정답 ⑤.

핵심 개념

에너지는 전환 과정에서 총량이 보존되며, 에너지 효율은 공급한 에너지 중 유용하게 사용된 에너지의 비율이다.

단서 따라가기

(가) 연료 에너지 100E, 손실 51E, 전기로 이용 ?에너지 보존 법칙에 따라 전기 + 손실 = 공급 에너지이므로 전기 = 100E − 51E = 49E 보기 ㄱ (옳음)
(나) 전기로 이용 43E, 열로 이용 38E, 손실 ?(나)의 손실 = 100E − (43E + 38E) = 19E로, (가)의 손실 51E보다 작다 보기 ㄴ (옳음)
(나) 유용하게 사용된 에너지 = 전기 43E + 열 38E유용한 에너지 비율(효율) = 81E/100E × 100 = 81% 보기 ㄷ (옳음)

정답 근거

보기 ㄱ: 에너지 보존 법칙에 의해 (가)에서 전기로 이용되는 에너지 = 100E − 51E = 49E이다. 보기 ㄴ: (나)에서 손실되는 에너지 = 100E − 43E − 38E = 19E이므로, 손실되는 에너지는 (가)(51E)가 (나)(19E)보다 크다. 보기 ㄷ: (나)에서 유용하게 사용된 에너지는 43E + 38E = 81E이므로 비율은 81E/100E × 100 = 81%이다. 따라서 ㄱ, ㄴ, ㄷ 모두 옳고 정답은 ⑤이다.

선지별로 왜 틀렸나

①

함정 열병합 발전에서 '열로 이용'되는 에너지를 손실로 보아 (나)의 손실을 38E보다 크게 잡거나, 유용한 에너지를 전기 43E만으로 계산하기 쉽다.

ㄱ은 옳지만, 옳은 ㄴ, ㄷ이 빠졌다.

②

함정 (가)의 빈칸을 손실과 같은 51E로 어림하거나, 그림의 화살표 크기만 보고 전기 에너지를 짐작해 49E 계산을 확인하지 않기 쉽다.

ㄴ은 옳지만, 옳은 ㄱ, ㄷ이 빠졌다.

③

함정 손실 에너지를 직접 계산하지 않고 화살표의 굵기만 비교하거나, (나)의 손실이 그림에 '?'로 되어 있어 비교할 수 없다고 여기기 쉽다.

ㄱ, ㄷ은 옳지만, (나)의 손실이 19E로 (가)의 51E보다 작다는 옳은 ㄴ이 빠졌다.

④

함정 (가)에서 51E만 적혀 있는 것을 보고 전기 에너지를 51E로 착각하는 등 어떤 화살표의 값인지 혼동하기 쉽다.

ㄴ, ㄷ은 옳지만, (가)의 전기 에너지가 100E − 51E = 49E라는 옳은 ㄱ이 빠졌다.

이 문항이 묻는 능력

에너지 흐름도에서 에너지 보존으로 빈칸 값을 구하고, 유용한 에너지 비율(효율)을 계산하여 두 발전 방식을 비교하는 능력

다음에 비슷한 문제를 만나면

공급 에너지 = 유용한 에너지 + 손실 에너지(에너지 보존)를 세운다 → 그림의 빈칸(?)을 뺄셈으로 채운다 → 유용한 에너지를 공급 에너지로 나누어 효율을 구하고 두 발전 방식을 비교한다

다음 문항 · 17번 다음은 태양의 중심부에서 일어나는 핵반응에 대한 탐구 활동이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서… ›

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