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물천열차와 옯펜하이머 [943544] · MS 2019 (수정됨) · 쪽지

2020-10-29 18:13:18
조회수 7,892

[10월 모의고사]지구1 12번

게시글 주소: https://oldclass.orbi.kr/00032864994

일단 핵심문항이었던 11, 12를 포함한 4문항은 하나씩 여기서 훑고 나머지는 정리해서 피뎊으로 올릴게용용


자료분석을 보기 전에 본인이 풀고 나서 스크롤을 내려 분석을 봐 주시길 바랍니다.


서로 다른 두 시기에 태양 중심으로부터의 거리에 따라 수소와 헬륨의 비를 나타내고 있어요. 태양의 중심에서 수소 핵융합에 의해 헬륨이 생기게 되면서 중심부 수소의 질량비는 점점 감소하게 됩니다. 시간이 흐를수록 중심부에서 헬륨의 질량비는 점점 늘어나게 되고 별의 중심부가 아닌 껍질층에서는 수소가 점점 많아지게 되지요.


이 기본개념을 가지고 문제의 자료에 접근해볼게요. 


일단 A랑 B 중에서 뭐가 수소인지 헬륨인지 알아야 하고, (가)랑 (나) 중에서 누가 먼저인지 알아야 합니다.


자료 (가)나 (나)나 중심부에서는 B의 질량비가 크네요. 일반적으로 태양 중심에서 일어나는 수소 핵융합 반응에서는 수소 4개가 모여서 헬륨 1개를 만들어내니까 태양이 주계열성이 된 이후로 수소의 질량비는 빠르게 감소하게 됩니다. 


그래서 A가 수소고 B가 헬륨이 되겠네요. 핵에서 질량비가 낮은 쪽이 수소일테고 높은 쪽이 헬륨일테니까


위에서 얘기했듯 시간이 흐를수록 태양의 중심부에서는 헬륨의 질량비가 증가한다고 했죠? 그래서 태양은 (가)에서 (나) 순서로 진화하게 됩니다.


한가지 더 참고하자면 헬륨의 질량비가 100이 되는 순간 주계열성 단계를 마치고 태양은 적색 거성 단계로 넘어가요


일단 ㄱ 선지는 옳은 선지입니다.


이제 ㄴ 선지. 교과서에 엄연히 있는 내용이기도 하고 이 내용이 없더라도 추론할 수 있는게, 조금 전에 태양의 핵에서는 수소 원자핵 4개가 헬륨 원자핵 1개를 만드는 수소 핵융합 반응을 한다고 했습니다.


그래서 핵에서는 수소의 질량비가 75%(1-1/4)보다 낮게 나타날 수밖에 없죠(교과서에 따라 태양의 핵은 수소 질량비가 75% 이하인 구간이라고 적어 둔 경우도 있습니다)


그래서 ㄴ 선지에서 말하는 태양의 핵의 반지름은 수소 질량비가 75% 이하인 곳 까지로 정의하셔서 보시면 될 거 같아요. 자료 (가)에서 찾아보니까 못해도 1×10^5보다는 크네요


마지막 ㄷ선지, 태양 질량이나 태양 질량의 2배 정도까지 주계열성은 중심부에서 복사가 밀어나고 가장자리 껍질층에서 대류가 일어나니까 맞는 말이네요.


따라서 답은 ㄱ,ㄴ,ㄷ입니다!



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