초간단 지2 문풀법(단열변화, 푄 현상)

이제 막 지2 입문한 예비 물2지2러입니다.
지2 고수분들이라면 다 아실수도 있을거라 생각하고 있는데, 과거 물리1에서 했던 "상대속도" 풀이법과
지2 푄 현상 풀이법이 매우 유사하여 선배님들의 문풀속도를 늘려보고자 작성하였습니다. (저도 나중에 찾아볼 겸)

일단 우리에게는 자연수가 익숙하기 때문에, 단위는 모두 km로 통일하겠습니다.

전제: 건조 단열 감률=10℃/km, 습윤 단열 감률 5℃/km, 이슬점 감률 2℃/km.

일단 예시로 25수능 19번 문항을 가져왔습니다.
해당 문항에서는 A에서 시작해 h인 부분에서 꼭대기까지 포화, B로 내려갔다가 반대 꼭대기 위치까지는 불포화, 다시 꼭대기까지 포화, C까지 불포화 인 것은 너무나 잘 아실 겁니다. 여기서는 시작 부분과 끝 부분의 기온을 줬죠.
여기서 그 기온 차를 이용해 3초만에 h를 구할 수 있습니다.

1. 원래는(구름 생성이 없었다면) A와 C의 기온이 같아야 함.
2. 그런데 4℃ 더 높네? 구름 생성 과정(습윤 단열 팽창)에서 뭔가가 있었구나.

3. 원래는 km당 10℃ 감소해야 하는데 습윤 단열 팽창에서는 km당 5℃ 밖에 감소하지않네?
  -> 습윤 단열 팽창이 일어나는 동안에 km당 5℃의 열을 공급하는구나!
  -> 공식 일반화: (구름 생성 동안의 거리) * 5 = ΔT
결론(실제 사고과정). 2h(구름이 생성되는 길이) * 5 = 4, h = 0.4km

이 공식을 조금 더 "상대 속도"에 맞게 그래프화 하면

여기서 저 (감률의 차이) * (길이) = ΔT 식을 이용하면 수많은 공식을 유도해 낼 수 있습니다.
아주 유명한 8 * H = ΔT 부터,
아까 말한 기온차 ΔT = (10 - 2) * h(구름생성 동안의 거리)
(시작과 끝의 이슬점차)ΔT = (5 - 2) * h(구름생성 동안의 거리) 등

또한 (기온 - 이슬점)차를 구하기도 매우 쉬운데, 이슬점 감률과 (건조)단열감률의 차이가 8인 것을 이용해서
(기온 - 이슬점)차가 0인 곳으로부터의 거리 h * 8 = (기온 - 이슬점) 이다를 이용해 h와 (기온 - 이슬점)이 비례한다는 사실을 유도할 수 있습니다.

(여담이지만 (기온 - 이슬점) 값을 보자마자 (이슬점 - 기온) 대소비교로 우리를 낚을 줄 알았는데 기출에 그런 문항은 없더라고요. 지1 엘니뇨 부분에는 저렇게 바꿔내는 경우가 종종 있던데 지2는 양심적이구나. 의미있는 값만 물어보는구나 싶어서 감동했습니다.)

말로만 하기보다 실전에서 보여드리겠습니다.

25 6모 18번 문항입니다.

ㄱ. B->A인건 다들 알테니 패스. (x) 

    여담으로 절대 선택하면 안되는 1번+4번 선택률은 30%였습니다.(바닥깔아주는 집단 약30%라고 추측)
 
ㄴ. 일단 B에서의 이슬점 22를 줬으니 (기온 - 이슬점) = 8이므로 H = 1(km),
     h`(구름 생성 구간) * 5 = 4(기온차), h` = 0.8(km)
     따라서 h = 1800m (o)

ㄷ. (기온 - 이슬점) 값은 (기온감률 - 이슬점감률)차이로 구할 수 있고, 꼭대기에서 해당 값은 0이기에
     h(꼭대기 고도 - A지점 고도) * 8 = 72/5 (x)

     또는 B에서의 (기온 - 이슬점) 8 * (h/H) = 72/5 로 (기온 - 이슬점)과 h가 비례한다는 것으로 풀어도 좋죠.

개인적인 생각으로는 지구과학2는 "시간 내에 일단 모든 문제를 풀기는 해야 한다" 라고 생각합니다.
지1이 요즘 고난도로 평가받는 이유는 정량적인 계산의 도입으로 시간을 끌어서 난이도가 올라갔죠. 반면 지2는
지1+정량계산 이라 불릴 정도로 계산이 정말 많아요.

저같은 경우 정량적인 계산이 없을 때도 지1이 시간이 빡빡했습니다. 그러기에 시간 절약이 더 절실했고 정말 사소한것 하나도 시간단축하며 다른문제 푸는 시간, 문제 읽는 시간, 검토하는 시간에 시간을 더 투자해 실수할 확률을 줄이자고 결심했습니다. (자꾸 급하게 푸느라 문제를 제대로 안 봐서 틀리는 경우가 잦음)

지2의 경우에는 개념 문제(천구)에서도 시간을 상당히 써야 할 정도로 저는 재능이 없고, 시간이 부족하지 않다는 다른 의견과는 달리 저는 시간이 반드시 부족할 것이라는 확신으로 어떻게 해서든 시간을 세이브해서 시간을 단축할 수 없는 다른 단원(천구 등)에 투자하자. 라고 결론지었습니다.

여담으로 앞서 소개한 두 문제의 오답률은 각각 67.9(5위), 54.5(2위) 일 정도로 제 생각보다는 충격적이게 높았습니다. 물론 최상위권 여러분들은 허수집단이 생각보다 많다는 것만 알아주세요. 그리고 정말 개인적인 생각이지만, 생각보다 지2의 고인물 비율에 비해 허수비율이 압도적으로 높은 것 같아요. 애초에 선택자 모두가 이 거대한 양의 개념을 모두 공부할 것이라 생각하지도 않고요. 따라서 지2는 시간투자대비 효율성은 타과목에 비해 부족할 지는 몰라도, 표본이 상당히 높은 과목이라고는 생각이 들지 않고(위험한 발언일 수도 있긴 한데), 또한 열심히 했을 때 노력을 배신하지 않는 과목이라고 생각합니다.

진짜 여담의 여담으로 22수능 20번 문제를 보고, 다른건 다 그렇다 치고 1,2,3번을 선택한 사람은 뭐지? 정말 그정도로 어려웠었나? 라는 생각의 전환으로, 1,2,3번을 선택한 60%들을 보고 지2 표본에 양극화가 심하게 일어났다고 판단해 표점이 잘 나오는 이유도, 허수들이 공부하기 어려운 과목이라 허수들은 거의 대부분 바닥임 -> 최상위권이 위에서 버텨도 지2를 밑에서 깔아줘서 평균감소와 표준편차 증가 -> 표점 증가 의 수순을 밟고 있다고 생각합니다. 요약하면 내가 최상위권이 된다면, 안정적인 표준점수를 항상 얻을 수 있을 거라 판단해 지2를 시작하게 되었습니다.

기온차 = 5 * h(구름생성거리)
이슬점차 = 3 * h(구름생성거리)

정도는 외워 두시는 것을 추천드리고, 이 공식은 문제가 고난이도화(예를 들어 기온차와 이슬점차를 미지수로 주고 그 둘의 관계를 조건으로 제시)되었을 때 더 빛을 발할 것입니다.

(고난이도화 예의 예시를 들면 기온차 = a, 이슬점차 = b 일때, a + b = 64/5이다. 라는 조건이 나오면 a = 8, b = 24/5가 바로 나와요. 솔직히 이렇게 안 나올거 같기도 하고 너무 앞서갔나 싶기도 하니, 그냥 참고만 해주세요.)

처음 적어보는 칼럼이기도 하고, 나름 고인물화된 지2 과목에 누구나 다 알 수도 있는 공식이지만, 제가 오지훈 개념강좌를 들었을 때에는 이러한 풀이는 제시해 주지 않아서 이렇게 풀 수도 있다고 제시해 줍니다. 여러분들 모두 자료 뒤지게 없는 지2, 남들보다 몇배는 더 공부해야 하는 지2를 하는 것 저도 함께 응원하겠습니다. 수능날 모두 좋은 점수 받을 수 있었으면 좋겠네요. 나중에 6월 전쯤에 천구에 재능, 공간지각력이 뒤지게 없는 저도 빠르게 풀 수 있는 팁도 연구해 오겠습니다.