연세대학교 자연계열 면접 구술시험 2022학년도(오전) 기출문제와 모범답안을 안내드립니다.
이번 글에서는 2022학년도 연세대 학생부 교과전형 자연계열 면접 오전반 기출문제를 풀어보도록 하겠습니다. 연세대학교는는 2022학년도부터 학생부 교과전형에서도 제시문 면접을 도입되었습니다. 원자를 통한 소금과 설탕의 접근방법에 대한 문제가 출제되었습니다. 각 문항에 대한 풀이 과정을 통해 제시문 면접을 대비하는 데 도움이 되기를 바랍니다.
면접 문제
[문제 1]
설탕은 생명체의 에너지원으로 사용될 수 있으나, 소금은 에너지원으로 사용될 수 없는 이유에 대해서 제시문[가], [나], [라]를 참고하여 구술하시오. [15점]
[문제 2]
설탕과 소금의 녹는점이 크게 차이 나는 이유와 200°C 이상의 온도에서 설탕이 변화되는 이유에 대해서 구술하시오. [15점]
[문제 3]
같은 질량을 가지면서 서로 다른 전하량을 갖는 3개의 입자 A, B, C가 2차원 평면 위에 놓여 있다. 전하량 +4인 A 입자는 x=0인 어느 위치에 고정되어 있으며 전하량 –1인 C 입자는 x=1인 어느 위치에 고정되어 있다. 전하량 +2인 B 입자에 작용하는 알짜 힘이 0이라고 할 때, B 입자의 위치를 추론하고 이 추론의 성립을 위해 본인이 사용한 전제조건에 대해 구술하시오. [10점]
문제 풀이
문제1
설탕은 생명체의 에너지원으로 사용될 수 있으나, 소금은 에너지원으로 사용될 수 없는 이유에 대해서 제시문[가], [나], [라]를 참고하여 구술하시오. [15점]
설탕은 생명체의 에너지원으로 사용될 수 있으나, 소금은 에너지원으로 사용될 수 없는 이유는 다음과 같습니다.
설탕은 탄소, 수소, 산소로 이루어진 유기물이기 때문에 생명체의 에너지원으로 사용될 수 있습니다. 반면에 소금은 염소와 나트륨으로 이루어진 무기물이기 때문에 생명체의 에너지원으로 사용될 수 없습니다.
설탕은 물에 잘 녹는 성질을 가지고 있어 체내에서 쉽게 흡수되어 에너지로 전환될 수 있습니다. 반면에 소금은 물에 잘 녹는 성질을 가지고 있지만, 체내에서 쉽게 흡수되지 않기 때문에 에너지로 전환될 수 없습니다.
설탕은 서서히 가열하면 180°C에서 녹아 흘러내리며 200°C 정도가 되면 누렇게 변하기 시작합니다. 설탕을 더 높은 온도로 가열하면 검은색으로 변하면서 타게 됩니다. 반면에 소금의 결정은 800°C의 고온에서 액체 상태로 변화하며, 분해되거나 타는 현상은 발견되지 않습니다. 이러한 성질은 설탕이 생명체의 에너지원으로 사용될 수 있는 반면에 소금은 생명체의 에너지원으로 사용될 수 없는 이유 중 하나입니다.
설탕은 생명체의 에너지원으로 활용되지만 소금은 에너지원으로는 작용하지 않습니다. 이는 설탕이 생명체의 대사 과정에서 에너지를 생산하는 데 필요한 물질이지만, 소금은 생명체의 대사 과정에서 에너지를 생산하는 데 필요한 물질이 아니기 때문입니다.
설탕은 공유 결합이 끊어지면서 에너지를 흡수하고, 새로운 공유 결합이 형성되면서 에너지를 방출합니다. 반면에 소금은 공유 결합이 끊어지면서 에너지를 흡수하지 않고, 새로운 공유 결합이 형성되면서 에너지를 방출하지 않습니다. 이러한 성질은 설탕이 생명체의 에너지원으로 사용될 수 있는 반면에 소금은 생명체의 에너지원으로 사용될 수 없는 이유 중 하나입니다.
문제 2
설탕과 소금의 녹는점이 크게 차이 나는 이유와 200°C 이상의 온도에서 설탕이 변화되는 이유에 대해서 구술하시오. [15점]
설탕과 소금의 녹는점이 크게 차이 나는 이유와 200°C 이상의 온도에서 설탕이 변화되는 이유는 다음과 같습니다.
원자의 종류와 결합 방식의 차이
설탕은 탄소, 수소, 산소로 이루어진 유기물로, 공유 결합을 통해 형성된 화합물입니다. 반면에 소금은 나트륨과 염소로 이루어진 무기물로, 이온 결합을 통해 형성된 화합물입니다.
공유 결합은 원자들이 서로 전자를 공유하여 결합하는 방식으로, 결합력이 강하기 때문에 높은 온도에서도 녹지 않습니다. 반면에 이온 결합은 원자들이 서로 전자를 주고받아 양이온과 음이온으로 결합하는 방식으로, 결합력이 약하기 때문에 낮은 온도에서도 쉽게 녹습니다.
결정 구조의 차이
설탕은 결정성 고체를 이루며, 서서히 가열하면 180°C에서 녹아 흘러내리며 200°C 정도가 되면 누렇게 변하기 시작합니다. 설탕을 더 높은 온도로 가열하면 검은색으로 변하면서 타게 됩니다. 반면에 소금의 결정은 800°C의 고온에서 액체 상태로 변화하며, 분해되거나 타는 현상은 발견되지 않습니다.
설탕의 결정 구조는 탄소, 수소, 산소 원자들이 서로 연결되어 있는 구조로, 높은 온도에서 가열하면 원자들 사이의 결합이 끊어지면서 변화하게 됩니다. 반면에 소금의 결정 구조는 나트륨과 염소 원자들이 서로 이온 결합으로 연결되어 있는 구조로, 높은 온도에서 가열해도 결합이 끊어지지 않고 액체 상태로 변화하게 됩니다.
생명체에서의 역할의 차이
설탕은 생명체의 에너지원으로 활용되지만 소금은 에너지원으로는 작용하지 않습니다. 이는 설탕이 생명체의 대사 과정에서 에너지를 생산하는 데 필요한 물질이지만, 소금은 생명체의 대사 과정에서 에너지를 생산하는 데 필요한 물질이 아니기 때문입니다.
이러한 이유로 설탕과 소금의 녹는점이 크게 차이 나고, 200°C 이상의 온도에서 설탕이 변화되는 것입니다.
문제3
같은 질량을 가지면서 서로 다른 전하량을 갖는 3개의 입자 A, B, C가 2차원 평면 위에 놓여 있다. 전하량 +4인 A 입자는 x=0인 어느 위치에 고정되어 있으며 전하량 –1인 C 입자는 x=1인 어느 위치에 고정되어 있다. 전하량 +2인 B 입자에 작용하는 알짜 힘이 0이라고 할 때, B 입자의 위치를 추론하고 이 추론의 성립을 위해 본인이 사용한 전제조건에 대해 구술하시오. [10점]
전제조건
- 전하량 +4인 A 입자는 x=0인 어느 위치에 고정되어 있으며 전하량 –1인 C 입자는 x=1인 어느 위치에 고정되어 있다.
- 전하량 +2인 B 입자에 작용하는 알짜 힘이 0이다.
- 쿨롱 법칙에 따라 전하를 띤 두 입자 사이에 작용하는 힘은 거리의 제곱에 반비례하고 두 입자가 가진 전하량의 곱에 비례한다.
추론
전하량 +4인 A 입자와 전하량 –1인 C 입자 사이에는 서로 당기는 힘이 작용한다.
전하량 +2인 B 입자와 전하량 +4인 A 입자 사이에는 서로 당기는 힘이 작용한다.
전하량 +2인 B 입자와 전하량 –1인 C 입자 사이에는 서로 미는 힘이 작용한다.
전하량 +2인 B 입자에 작용하는 알짜 힘이 0이므로, 전하량 +2인 B 입자는 전하량 +4인 A 입자와 전하량 –1인 C 입자 사이의 중간 위치에 존재해야 한다. 따라서, 전하량 +2인 B 입자는 x=0.5인 어느 위치에 존재한다.
즉, 같은 질량을 가지면서 서로 다른 전하량을 갖는 3개의 입자 A, B, C가 2차원 평면 위에 놓여 있을 때, 전하량 +4인 A 입자는 x=0인 어느 위치에 고정되어 있으며 전하량 –1인 C 입자는 x=1인 어느 위치에 고정되어 있다. 전하량 +2인 B 입자에 작용하는 알짜 힘이 0이라고 할 때, B 입자의 위치는 x = 0.5이다.
