2026 5급 PSAT 상황판단 나책형 19번 20번 해설 – 미세먼지 초미세먼지

1 문제
2 19번 문제 해설
3 20번 문제 해설
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문제

[19~20] 다음 글을 읽고 물음에 답하시오.

미세먼지는 대기 중에 떠다니거나 흩날려 내려오는 입자상 물질 중 입자의 지름이 10μm 이하인 먼지를 말한다. 여기서 μm(마이크로미터)는 100만 분의 1m, 즉 1,000분의 1mm이다. 미세먼지 중에서도 입자의 지름이 2.5μm 이하인 먼지를 초미세먼지라고 부른다. 사람 머리카락 단면의 지름이 0.05~0.07mm임에 비추어보면 미세먼지가 얼마나 작은지 체감할 수 있다. 미세먼지는 주로 호흡기를 통해 인체에 흡수되는데, 사람 모공의 지름이 0.02~0.05mm이므로 모공을 통해 인체에 침투할 수도 있다. 미세먼지는 PM을 써서 나타내기도 한다. PM은 ‘particulate matter’의 약자로, PM 뒤에 어떤 수 x를 붙이면 이는 지름이 xμm 이하인 먼지를 의미한다. 따라서 미세먼지는 PM 10, 초미세먼지는 PM 2.5가 된다.

국제적으로 통용되는 미세먼지 농도의 단위는 μg/㎥이다. 여기서 g(마이크로그램)은 100만 분의 1g을 의미한다. 따라서 μg/㎥는 공기 1㎥당 존재하는 미세먼지의 질량을 μg으로 나타내는 단위이다. 미세먼지 농도를 측정하는 방식으로는 베타선 흡수법과 중량농도법, 광산란법 등을 들 수 있다.

‘베타선 흡수법’은 방사선의 한 종류인 베타(β)선을 활용하여 미세먼지 농도를 측정하는 방법이다. 입자 형태로 방출되는 베타선은 물질을 통과할 때 흡수되는 성질이 있으므로, 더 많은 물질을 통과할수록 더 많이 흡수된다. 측정 지역의 공기를 측정기로 채집하면 여과지에 미세먼지가 남게 되는데, 이 여과지에 베타선을 쏠 때 미세먼지가 많을수록 베타선이 더 많이 흡수된다. 따라서 흡수된 베타선의 양을 측정하여 미세먼지의 농도를 구할 수 있다.

‘중량농도법’은 시료 채취 전후의 여과지 질량을 비교하여 여과지에 모인 물질의 질량을 측정하는 방식이다. 두 질량의 차가 클수록 미세먼지 농도가 높은 것이다. 이 방식은 정확성이 높아 우리나라를 비롯한 대부분의 국가에서 초미세먼지 농도를 측정하는 표준적인 방식으로 채택하고 있다. 하지만 중량농도법은 베타선 흡수법에 비해 복잡하고 더 많은 시간과 전문인력이 필요하다는 단점이 있다.

‘광산란법’은 물질에 빛을 쪼이면 빛이 물질에 충돌한 후 여러 방향으로 흩어지는 현상인 산란을 이용하는 방식이다. 물질이 가진 물리적 성질이 동일한 경우 산란되는 빛의 양은 공기 중 물질의 농도에 비례한다. 따라서 공기에 빛을 쪼일 때 공기 중 미세먼지의 농도가 높을수록 산란되는 빛의 양이 늘어나게 된다. 이 방식은 측정값의 오차가 앞의 두 방식에 비해 상대적으로 큰 경향이 있어 공식 측정 방법으로는 잘 사용되지 않는다.

19. 윗글을 근거로 판단할 때 옳은 것은?

① 초미세먼지는 입자 지름이 2.5μm를 초과하고 10μm 이하인 입자상 물질을 가리킨다.

② 사람 모공의 지름은 초미세먼지 입자 지름의 8배 이상이다.

③ 여과지에 베타선을 쏘아 흡수된 베타선의 양이 적을수록 미세먼지 농도가 높다.

④ 공기에 빛을 쪼일 때 산란되는 빛의 양이 많을수록 미세먼지 농도가 낮다.

⑤ 광산란법은 베타선 흡수법에 비해 측정값은 정확하지만 시간이 많이 소요되어 공식 측정 방법으로 잘 사용되지 않는다.

20. 윗글과 <상황>을 근거로 판단할 때, (가)에 들어갈 내용은?

<상 황>

어느 측정 지역의 미세먼지는 입자 A와 입자 B로만 이루어져 있다. 입자 A는 지름이 1μm인 구(球)의 형태이며, 입자 B는 지름이 4μm인 구의 형태로 입자 A와 밀도가 같다. 미세먼지 농도 측정 결과, PM 2.5의 농도는 20μg/㎥, PM 10의 농도는 100μg/㎥이었다. 해당 측정 지역에 존재하는 A와 B의 입자 수를 각각 a와 b라 할 때, a : b는 (가)이다. 밀도가 같은 입자의 질량은 부피에 정비례하고, 구의 부피는 지름의 세제곱에 정비례한다.

① 16 : 1

② 8 : 1

③ 4 : 1

④ 1 : 4

⑤ 1 : 8

출처: 사이버국가고시센터

19번 문제 해설

① 초미세먼지는 입자 지름이 2.5μm를 초과하고 10μm 이하인 입자상 물질을 가리킨다.

미세먼지 중에서도 입자의 지름이 2.5μm 이하인 먼지를 초미세먼지라고 부른다.

보기의 내용은 옳지 않다.

② 사람 모공의 지름은 초미세먼지 입자 지름의 8배 이상이다.

여기서 μm(마이크로미터)는 100만 분의 1m, 즉 1,000분의 1mm이다.

미세먼지 중에서도 입자의 지름이 2.5μm 이하인 먼지를 초미세먼지라고 부른다.

사람 모공의 지름이 0.02~0.05mm이므로 모공을 통해 인체에 침투할 수도 있다.

초미세먼지 입자 지름 2.5μm는 0.0025mm이다.

사람 모공의 지름 0.02mm ÷ 0.0025mm = 8배

따라서 보기의 내용은 옳다.

③ 여과지에 베타선을 쏘아 흡수된 베타선의 양이 적을수록 미세먼지 농도가 높다.

이 여과지에 베타선을 쏠 때 미세먼지가 많을수록 베타선이 더 많이 흡수된다.

여과지에 베타선을 쏘아 흡수된 베타선의 양이 적을수록 미세먼지 농도가 적다.

따라서 보기의 내용은 옳지 않다.

④ 공기에 빛을 쪼일 때 산란되는 빛의 양이 많을수록 미세먼지 농도가 낮다.

따라서 공기에 빛을 쪼일 때 공기 중 미세먼지의 농도가 높을수록 산란되는 빛의 양이 늘어나게 된다.

따라서 보기의 내용은 옳지 않다.

⑤ 광산란법은 베타선 흡수법에 비해 측정값은 정확하지만 시간이 많이 소요되어 공식 측정 방법으로 잘 사용되지 않는다.

광산란법은 베타선 흡수법에 비해 측정값은 정확하지 않다.

따라서 보기의 내용은 옳지 않다.

정답은 ②번이다.

20번 문제 해설

미세먼지 농도 측정 결과, PM 2.5의 농도는 20μg/㎥, PM 10의 농도는 100μg/㎥이었다.

미세먼지는 입자의 지름이 10μm 이하인 먼지를 말한다.

미세먼지 중에서도 입자의 지름이 2.5μm 이하인 먼지를 초미세먼지라고 부른다.

국제적으로 통용되는 미세먼지 농도의 단위는 μg/㎥이다. 여기서 g(마이크로그램)은 100만 분의 1g을 의미한다. 따라서 μg/㎥는 공기 1㎥당 존재하는 미세먼지의 질량을 μg으로 나타내는 단위이다.

입자의 지름이 2.5μm 이하인 초미세먼지의 농도는 20μg/㎥이고, 입자의 지름이 2.5μm 초과 10μm 이하인 미세먼지의 농도는 80μg/㎥이다.

초미세먼지와 일반 미세먼지의 질량의 비는 20μg : 80μg이다.

입자 A는 지름이 1μm인 구(球)의 형태이며, 입자 B는 지름이 4μm인 구의 형태로 입자 A와 밀도가 같다.

밀도가 같은 입자의 질량은 부피에 정비례하고, 구의 부피는 지름의 세제곱에 정비례한다.

입자 A의 부피는 1 × 1 × 1 = 1μm³이고 입자 B의 부피는 4 × 4 × 4 = 64μm³이다.

입자의 질량은 부피에 정비례하므로, 입자 A와 B의 질량의 비는 1μg : 64μg이다.

그러므로 해당 측정 지역에 존재하는 A와 B의 입자 수는

\(\dfrac{20μg}{1μg}:\dfrac{80μg}{64μg}=\dfrac{20}{1}:\dfrac{5}{4}=16:1\)이 된다.

정답은 ①번이다.

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