서울대 자연계열 논술 예제입니다.

제시문
(가)  자동차는 휘발유를 연소시켜 발생하는 에너지를 운동에너지로 변환하여 사용한다. 자동차의 에너지 효율(연비)은 보통 10km/liter 정도로, 1liter의 휘발유가 연소될 때 나오는 열량과 자동차가 한 역학적 일을 비교하면 자동차가 한 역학적 일의 양이 훨씬 적다는 것을 알 수 있다. 사람도 섭취한 음식을 산화․분해하여 살아가는데 필요한 에너지를 공급받는다. 일반적으로 생물체는 자동차에 비해 높은 에너지 효율을 보이며, 생산한 에너지를 효과적으로 사용한다. 그 이유는 생물체의 경우 생산한 에너지를 ATP 형태의 작은 에너지 단위(약 7.3kcal/ATP)로 변환하여 사용하기 때문이다.

(나)  근력운동 중 하나인 역기를 드는 운동은 역학적 일을 하는 것인데 여기서 일의 양은 다음과 같이 계산할 수 있다. 질량이 25kg인 역기를 1m 높이로 들면 25kg × 9.8m/sec2 × 1m ÷ 4.2J/cal = 60cal 에 해당하는 일을 하게 된다. 따라서 역기를 100번 들면 60cal × 100 = 6kcal에 해당하는 일을 한 것이다.  

(다)  평소에 햄버거를 즐겨먹던 철수는 2개월 전 동네에 햄버거 가게가 생긴 이후 간식으로 햄버거를 매일 1개씩 먹게 되었다. 그리고 식사 이외에 간식으로 햄버거를 먹기 시작한 이후 체중이 증가할 것을 우려하여, 역기 들기를 매일 아침과 저녁에 각각 50번씩 총 100번을 꾸준히 해오고 있었다. 그 결과 철수의 체중은 두 달 전과 비교할 때 별 차이가 없었고 오히려 조금 감소했다. 그러던 중 철수는 우연히 자신이 간식으로 즐겨먹던 햄버거의 열량이 500kcal인 것을 알고는 크게 놀랐다. 그동안 식사 이외에 섭취한 햄버거의 열량을 소비하기 위하여 매일 역기를 100번씩 든 것이 실제로는 500kcal를 소비하는 데는 큰 도움이 되지 않았을 것 같은데도 자신의 체중이 늘지 않았기 때문이었다.

논제 1. 에너지(열량) 관점에서 보면 철수가 역기를 100번 드는 데 사용된 운동에너지는 식사 이외에 간식으로 섭취한 에너지의 극히 일부에 지나지 않는다. 그럼에도 불구하고 철수의 체중이 증가하지 않은 이유를 설명하시오.

논제 2. 생물체와 비교하여 낮은 자동차의 에너지 효율을 높일 수 있는 방안에 대하여 논술하시오.