#3 기권의 구성 성분과 분포

문제 1 · OX 문제

기권은 지표면에서 높이 약 1000km까지 고르게 펴져서 분포하고 있다. ( )

정답: X

대기는 우주 공간에 고르게 퍼져 있는 것이 아닙니다. 지구의 중력이 공기 입자들을 지표면 쪽으로 강하게 끌어당기고 있기 때문에, 대기의 대부분은 지표면 근처에 빽빽하게 모여 있습니다.

문제 2 · OX 문제

지구 대기를 구성하는 기체 중 가장 많은 부피를 차지하는 것은 질소이다. ( )

정답: O

질소는 지구 대기라는 거대한 피자에서 무려 78%라는 가장 거대한 조각을 차지하고 있는 대주주입니다. 우리가 마시는 공기의 대부분은 사실 질소랍니다.

문제 3 · OX 문제

지구 대기의 전체 부피 중 약 99%는 지표면에서 높이 약 30km 이내에 집중되어 있다. ( )

정답: O

기권의 전체 높이가 1000km인데, 그중 99%의 공기가 고작 30km 아래에 바글바글 모여 있습니다. 지구 중력의 힘이 그만큼 강하기 때문입니다.

문제 4 · OX 문제

고도가 높아질수록 지구의 중력이 작아지기 때문에 공기의 밀도와 기압이 낮아진다. ( )

정답: O

지구는 거대한 자석처럼 공기 알갱이들을 끌어당깁니다(중력). 자석에서 멀어질수록 당기는 힘이 약해지듯, 하늘 높이 올라갈수록 당기는 힘이 약해져 공기 알갱이들이 듬성듬성해지고 누르는 힘(기압)도 약해집니다.

문제 5 · 빈칸 채우기

지구 대기의 구성 성분 중 부피비가 약 21%로, 질소 다음으로 많은 양을 차지하는 기체는 ( )이다. (2글자)

정답: 산소

인간과 동물들이 숨을 쉬고, 물건이 불에 타기 위해 꼭 필요한 기체입니다. 지구 대기의 약 5분의 1을 차지하며, 질소와 함께 대기의 99%를 완성하는 핵심 멤버입니다.

문제 6 · 빈칸 채우기

지구의 대기는 지표면에서부터 높이 약 ( )km까지 분포하는 공기층을 말한다. (4글자)

정답: 1000

기권(대기권)의 뚜껑이 덮여 있는 높이라고 생각하면 됩니다. 지표면에서 출발해 우주로 나아가기 전, 대기가 존재하는 경계선이 대략 1000km입니다.

문제 7 · 빈칸 채우기

대기 구성 성분 중 질소와 산소를 제외하고, 세 번째로 많은 부피(약 0.93%)를 차지하는 기체는 ( )이다. (3글자)

정답: 아르곤

흔히 이산화 탄소가 3등일 거라고 착각하기 쉽지만, 사실 아르곤이라는 얌전한 기체가 0.93%로 3등 자리를 굳건히 지키고 있습니다. 이산화 탄소는 0.03%로 아주 적은 양입니다.

문제 8 · 빈칸 채우기

높이 올라갈수록 중력이 작아져 대기가 희박해지므로 공기의 기압과 ( )이/가 급격히 낮아진다. (2글자)

정답: 밀도

공기 알갱이들이 얼마나 빽빽하게 모여 있는지를 나타내는 단어예요. 산꼭대기에 올라가면 숨쉬기 힘든 이유도, 공기 알갱이가 듬성듬성해져서 밀도가 낮아졌기 때문이죠.

문제 9 · 단답형

지구 대기의 약 78%를 차지하며, 구성 기체 중 가장 큰 비율을 차지하는 기체의 이름은 무엇인가? (2글자)

정답: 질소

감자칩 봉지를 빵빵하게 채울 때 쓰는 바로 그 기체입니다! 우리 지구의 대기 역시 이 질소가 압도적인 1등으로 가장 빵빵하게 채워져 있습니다.

문제 10 · 단답형

지표면 부근에 대기가 가장 많이 모여 있게 만드는 지구의 근본적인 힘은 무엇인가? (2글자)

정답: 중력

우주로 날아가 버리려는 가벼운 공기 알갱이들의 발목을 꽉 잡고 놓아주지 않는 힘, 바로 지구가 당기는 힘인 중력입니다.

문제 11 · 단답형

대기의 구성 기체 중 약 0.03%로 매우 적은 양을 차지하지만, 광합성과 온실 효과에 중요한 영향을 미치는 기체는 무엇인가? (5글자)

정답: 이산화 탄소

양은 0.03%로 아주 적지만, 식물이 밥을 먹게(광합성) 해주고 지구를 따뜻하게 덮어주는(온실 효과) 아주 강력한 존재감을 가진 기체입니다.

문제 12 · 단답형

전체 대기의 약 99%가 집중적으로 밀집되어 존재하는 구역은 지표면에서부터 높이 약 몇 km 이내인가? (4글자)

정답: 30km

기권 전체 1000km 중에서, 지구 중력이 너무나도 강력하게 작용하여 거의 모든 공기를 꽉꽉 눌러 담은 '초밀집 구역'의 천장 높이입니다.

문제 13 · 보기 선택

지구 대기의 구성 성분에 대한 설명으로 옳은 것을 보기에서 모두 고르시오.

• ㄱ. 질소와 산소의 부피를 합치면 전체의 약 99%가 된다.
• ㄴ. 이산화 탄소는 아르곤보다 대기 중에 더 많은 부피를 차지한다.
• ㄷ. 산소는 대기 전체 부피의 약 21%를 차지한다.

정답: ㄱ, ㄷ

질소(78%)와 산소(21%)를 더하면 99%가 되는 환상의 콤비입니다(ㄱ). 산소가 21%인 것도 완벽한 사실이죠(ㄷ). 하지만 이산화 탄소(0.03%)는 아르곤(0.93%)보다 양이 훨씬 적습니다(ㄴ X).

문제 14 · 보기 선택

대기의 고도에 따른 분포를 바르게 설명한 것을 보기에서 모두 고르시오.

• ㄱ. 기권은 지표면에서 우주로 뻗어 나가는 약 1000km 높이까지의 영역이다.
• ㄴ. 고도가 높아질수록 공기 입자 수가 적어져 대기가 희박해진다.
• ㄷ. 전체 대기의 약 99%는 고도 1000km 부근의 꼭대기에 모여 있다.

정답: ㄱ, ㄴ

대기의 경계선은 1000km가 맞고(ㄱ), 위로 갈수록 공기가 없어져 숨쉬기 힘들어지는 것(ㄴ)도 맞습니다. 하지만 공기는 꼭대기가 아니라 가장 무거운 바닥(지표면에서 30km 이내)에 99%가 몰려 있습니다(ㄷ X).

문제 15 · 보기 선택

고도에 따라 공기 밀도와 기압이 낮아지는 원인을 보기에서 모두 고르시오.

• ㄱ. 고도가 높아질수록 지구 중심과 멀어져 중력이 작아지기 때문이다.
• ㄴ. 중력이 강한 지표면 부근으로 공기 입자들이 더 많이 끌려오기 때문이다.
• ㄷ. 고도가 높아질수록 대기 중 질소의 비율이 100%로 증가하기 때문이다.

정답: ㄱ, ㄴ

공기가 왜 아래에만 쏠려있는지를 묻는 문제입니다. 위로 갈수록 중력이 약해지고(ㄱ), 반대로 아래쪽은 중력이 강해서 공기를 끌어당기기(ㄴ) 때문입니다.

문제 16 · 보기 선택

지구 대기의 구성 성분을 부피비가 큰 것부터 바르게 나열한 것을 보기에서 모두 고르시오.

• ㄱ. 질소 > 산소 > 아르곤 > 이산화 탄소
• ㄴ. 산소 > 질소 > 이산화 탄소 > 아르곤
• ㄷ. 질소 > 아르곤 > 산소 > 기타 기체

정답: ㄱ

대기 피자의 조각 크기를 순서대로 나열하면 됩니다. 1등 질소(78%), 2등 산소(21%), 3등 아르곤(0.93%), 4등 이산화 탄소(0.03%)의 순서입니다.

문제 17 · 객관식

지구 대기의 구성 성분 중, 두 기체의 부피를 합쳤을 때 전체 대기의 약 99%를 차지하는 짝꿍 기체는 무엇인가?

• ① 질소, 아르곤
• ② 질소, 이산화 탄소
• ③ 산소, 아르곤
• ④ 질소, 산소
• ⑤ 산소, 이산화 탄소

정답: ④

우리 대기를 꽉 채우고 있는 양대 산맥입니다! 질소 형님이 78%, 산소 동생이 21%를 담당하여 둘이 합쳐 무려 99%라는 엄청난 지분을 차지하고 있습니다.

문제 18 · 객관식

높이에 따른 공기의 밀도 분포 그래프를 해석한 내용으로 가장 적절한 것은?

• ① 고도가 0에서 40km로 높아질수록 공기 밀도는 일정하게 유지된다.
• ② 대기의 대부분은 고도 30km와 40km 사이에 집중되어 있다.
• ③ 고도가 높아질수록 공기 밀도가 급격하게 낮아지는 곡선을 그린다.
• ④ 공기 입자는 중력의 영향을 받지 않아 우주 밖으로 자유롭게 날아간다.
• ⑤ 고도가 10km씩 올라갈 때마다 공기 밀도는 항상 같은 비율로 비례하여 증가한다.

정답: ③

그래프를 보면 높이(세로축)가 올라갈수록 선(공기 밀도)이 0(왼쪽)을 향해 훅! 하고 꺾여 들어가는 것을 볼 수 있습니다. 위로 갈수록 숨쉬기 힘들어지는(밀도가 급격히 낮아지는) 현상을 잘 보여줍니다.

문제 19 · 객관식

비행기를 타고 지표면에서 하늘 높이 올라갈 때, 주변 기압과 공기 밀도가 낮아지는 가장 근본적인 이유는 무엇인가?

• ① 고도가 높아질수록 태양빛이 강해져 공기가 타버리기 때문에
• ② 위로 올라갈수록 지구 중심과 멀어져 공기를 당기는 중력이 작아지기 때문에
• ③ 하늘 높이 올라가면 공기 중 산소가 질소로 변신하기 때문에
• ④ 비행기가 공기를 뚫고 지나가면서 공기를 우주로 밀어내기 때문에
• ⑤ 구름이 공기 입자들을 모두 흡수하여 비로 내리기 때문에

정답: ②

대기의 분포를 결정짓는 핵심 열쇠는 오직 '지구의 중력'입니다. 자석(지구)에서 멀어질수록 쇳가루(공기)가 적게 붙어있듯, 위로 갈수록 당기는 힘이 약해져 공기가 희박해지는 것입니다.

문제 20 · 객관식

기권의 특징에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

• ① 기권은 지표면에서 높이 약 1000km까지의 웅장한 공기층을 말한다.
• ② 지구 대기 중 아르곤(0.93%)은 이산화 탄소(0.03%)보다 훨씬 많은 부피를 차지한다.
• ③ 전체 대기 입자의 약 99%는 중력에 의해 높이 30km 이내의 지표 부근에 모여 있다.
• ④ 질소는 지구 대기 전체 부피의 약 21%를 차지하는 기체이다.
• ⑤ 고도가 높아지면 대기가 희박해지므로 산을 오를수록 기압이 낮아진다.

정답: ④

퍼센트(%) 숫자를 살짝 꼬아놓은 전형적인 함정 문제입니다! 21%를 차지하는 기체는 '산소'입니다. 질소는 무려 78%의 압도적인 1등 기체입니다.