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경유 와 휘발유는 어떤 차이로 만들어지나요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.증류원리로 아래부터 끓는점이 낮은 액체부터 남고, 끓는점이 높은 온도의 액체는 상위 증류장치로 이동하게 됩니다. 이 과정이 계속 진행되어 아스팔트위에 중유, 그위에 경유, 등유, 가솔린 순으로 변화됩니다.
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화학
22.12.13
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무중력 공간인 우주에서 운동 할 수 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.인간을 비롯한 모든 물체의 중량(무게)이 0이 된 상태. 중량이 0이므로 표면에서 살짝 뛰어오르기만 해도 허공에 둥실 떠오르며, 공기가 있는 환경이라면 공중을 헤엄치듯 날아다닐 수도 있다.[1] 지구 궤도를 공전하는 국제우주정거장이나 우주왕복선의 우주비행사들이 보여주는 허공 헤엄치기가 바로 이 무중력 상태에서의 움직임이다.
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지구과학·천문우주
22.12.13
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RGB를 합치면 어떻게 컬러로나오나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.RGB가 빛이 삼원색이 될 수 있는 것은 인간의 시각에서 색상을 담당하는 원뿔세포가 세 종류(적색, 녹색, 청색)이며, 각각 R, G, B에 가까운 파장을 흡수하기 때문이다. 인간이 인식하는 빛깔은 이 원뿔세포들에 인식된 빛의 세기가 되므로, RGB 3색만 가지고도 인간이 인식하는 빛깔을 상당 부분 재현할 수 있다. 그럼에도 불구하고, RGB가 인간이 인식 가능한 모든 색상을 표현 가능한 것은 아니다. 특정 파장대역을 샘플링해 얻은 RGB에 의해 표현 가능한 빛깔은 불연속적인 3점의 세기로만 표현되는 반면, 본래 자연에서의 빛은 대부분 연속 스펙트럼의 형태로 나타나기 때문이다.[2] 또한 R, G, B가 나타내는 파장은 생각보다 원추세포가 인식하는 파장[3]과는 다르다는 문제점도 있다. 인간이 인식 가능한 색상을 표현하기 위한 목적으로 만들어진 색상 공간 중에는 인간의 원뿔세포가 받아들이는 색역을 모델링해 만든 CIE XYZ가 있으며, 모니터가 재현 가능한 색 범위를 나타내는 컬러 개멋(Color Gamut) 그래프에서 삼각형[4] 바깥에 나타나는 폐곡선이 바로 CIE XYZ 공간을 나타낸다.RGB 색상에서 두 가지 색상을 겹쳐서 흰색을 만들 수 있는 경우, 해당되는 두 색상을 보색이라고 한다.[5]게이지 보존 중 하나인 글루온도 RGB의 색 개념이 있다. 정확히는 RGB의 개념을 가져다가 쓴거다. 전기에서의 전하는 두 종류밖에 없어서 쉽게 (+)와 (-)라고 쓰면 되었는데, 글루온의 경우 기본이 세 가지 종류라는 문제가 있었다. 그래서 자연에서 세 가지가 기본인 것 중 가장 쉬운게 색이어서 그냥 RGB를 가져다 쓰게 된거다. 즉, 실제 색이 있고 그런건 아니다.2010년대 중후반기부터는 RGB를 한 개의 소자로 쓸 수 있는 LED도 등장해서 튜닝용으로 징하게 쓰이고 있다. 이렇게 정신 사납게 무지개빛으로 발광하는 기기를 보고 무지개를 상징으로 쓰는 LGBT에 빗대어 RGBT라고 놀리기도 한다.원색이다 보니까 보다 보면 눈이 꽤 아픈 편이다.
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전기·전자
22.12.13
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지구 자전(24시간)과 공전(365일)이 정확히 24시간,365일이 아닌데 나머지는 버리거니 리셋해요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.이렇게 지구가 자전하는 데 걸리는 시간을 태양시와 엄밀하게 구분하기 위해 '항성시'라는 말을 쓰기도 하는데요. '항성'이라는 단어가 붙은 이유는 태양 대신 더 멀리 떨어진 별을 기준으로 하기 때문입니다. 아주 먼 곳에 있는 별은 공전에 따른 겉보기 방향의 차이가 거의 없어 지구가 자전하는 데 걸리는 시간을 비교적 정확하게 나타낼 수 있죠. 정리하자면, 하루의 기준인 24시간은 '지구에서 바라봤을 때 태양이 하늘을 한 바퀴 이동하는' *평균 시간입니다. 지구의 자전주기는 '지구 스스로가 한 바퀴 회전하는' 시간이고요. 두 개가 어떻게 다른지 이제 이해 되시나요? :) * 사실 태양시도 늘 24시간으로 일정한 것은 아니에요. 지구가 태양을 타원 궤도로 공전하기 때문에, 지구와 태양과의 거리가 달라지면서 태양시도 초 단위로 길어졌다 짧아졌다 하는데요. 춘분과 추분의 태양시는 30초 정도 차이가 난다고 합니다. 단, 이러한 차이를 반영하지 않아도 큰 문제가 없으니 평균적으로 하루를 24시간으로 삼는 것입니다. 그렇다면 1년은 어떨까요? 1년은 봄부터 다음해 봄까지 계절이 반복되는 주기를 기준으로 삼습니다. 이를 천문학적으로 표현하면 지구에서 바라본 태양이 '춘분점'에서 시작해 '황도'를 따라 이동한 뒤 다시 춘분점으로 돌아오는 주기라고 할 수 있어요. 이를 다른 말로 '태양년', '회귀년'이라고도 하는데요. 그 길이는 약 365일 5시간 48분 45초가 됩니다. 춘분점과 황도에 대해서는 이전 <과학으로 보는 춘분> 포스팅에서 자세하게 다뤘는데요. 간단하게 설명하자면 황도는 지구에서 봤을 때 태양이 1년 동안 이동하는 경로이며, 춘분점은 황도의 시작이 되는 기준점입니다. 황도와 지구 적도가 교차하는 두 점 중, 북반구 기준 봄에 위치하는 점을 시작점으로 삼은 것이죠. 세차 운동을 직관적으로 보여주는 애니메이션과 지구의 세차 운동을 나타낸 이미지 / 출처 : wikimedia commons그런데 자전주기처럼 공전주기도 회귀년과 약간 다릅니다. 그 이유는 '세차 운동' 때문이에요. 세차 운동이란 회전하는 물체의 회전축이 흔들리는 현상입니다. 회전하는 팽이의 중심이 흔들리는 모습을 떠올리면 쉽게 이해할 수 있을 거예요.세차 운동으로 인해 지구 자전축의 방향이 조금씩 바뀌면서, 지구의 적도와 황도의 교차점을 기준으로 하는 춘분점의 위치도 이동하게 됩니다. 세차 운동의 방향에 따라 춘분점은 지구가 공전하는 반대 방향으로 이동하기 때문에 지구의 실제 공전주기는 회귀년보다 길다는 결론이 나오는데요. 이 역시 춘분점이 아닌 고정된 항성을 기준으로 한 '항성년'으로 공전주기를 구할 수 있어요. 그 기간은 약 365일 6시간 9분 10초 정도가 됩니다. 그런데 회귀년과 항성년 모두 달력의 기준인 365일과는 차이가 있죠. 하루를 1/4로 쪼갤 수는 없기에 온전한 365일만 달력에 적용해 둔 것인데요. 대신 4년에 한 번씩 2월에 하루가 더 있는 '윤일'을 넣어 차이를 보완합니다. 윤일이 있는 해를 '윤년'이라고 하고요.달의 삭망을 설명하는 이미지 / 출처 : wikimedia commons약간 다른 이야기이지만, 음력에서는 윤일과 비슷한 '윤달'이라는 개념도 있는데요. 음력은 달이 한 번 차고 기우는 기간을 한 달로 삼아 1년을 계산합니다. 달의 삭망주기가 약 29.5일이니 음력 한 달은 29~30일, 1년은 약 354일이 됩니다. 실제 공전주기와 11일이나 차이가 나는 셈이에요. 이를 맞춰주지 않으면 시간이 지나면서 계절이 어긋나버리겠죠.그래서 음력에서는 아예 2~3년을 주기로 한 달을 통째로 끼워 넣어, 1년을 열 세 달로 만듭니다. 최근에는 2020년에 윤달이 있었다는 사실, 알고 계셨나요? 양력 2020년 5월 22일은 음력 4월 30일이었고, 5월 23일은 윤4월 1일이 되어 4월이 한 번 더 돌아왔답니다. 여러분도 한 번 달력을 확인해보세요. 어찌 보면 하루 24시간, 한달 30~31일, 1년 365일은 인류의 생활과 편의를 위해 정해 놓은 기준일 뿐 절대불변의 진리는 아니라고 할 수 있어요. 우주에는 딱 떨어지는 숫자로 설명할 수 없는 다양한 변수들이 작용하고 있죠. 어쩌면 오랜 시간이 지난 후에는 하루, 한달, 1년의 기준이 달라질지도 모르는 일입니다. 그렇다고 우주의 규칙을 계산하고, 숫자로 풀어내려는 노력이 무의미하다는 뜻은 아닙니다. 그러한 노력을 통해 인류는 기술과 문명을 발전시켜 왔으니까요. 앞으로 인류가 우주의 신비를 얼마나 더 밝혀낼 수 있을지 기대됩니다.
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지구과학·천문우주
22.12.13
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얼음의 녹는 속도는 크기와 어떤 관계인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.얼음 녹는 속도는 면적에 비례합니다. 비슷한 크기의 얼음의 경우 그렇지만, 크기가 다를 경우 크기가 작은 것이 빨리 녹습니다.
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화학
22.12.13
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왜 바닷물은 넘치지가 않는 걸까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.그 이유는 물이 증발하기 때문인데요.지구상에서 1년동안 증발하는 물의 양은약 485조톤 이며 이중 424조톤은 바다에서증발하고 61조톤은 육지에서 증발합니다.바다는 지구 표면의 70%를차지하다 보니 바다에서 대부분 증발이 되는 셈인데요.증발로 만들어진 486조t의 구름은 비가되바다에 385조톤이 내리고 100조톤은육지에 내리게 됩니다.바다는 증발한 양보다 적은 양의 비가오고육지는 증발한 양보다 많은 양의 비가 옵니다.육지에 더 내린 39조톤은 육지에 비로내린다음 바다로 흘러들어가는 양이 되어증발하는 양과 비가 내리는 양이 일치합니다.이렇게 물은 증발하고 순환하기 때문에아무리 바다로 흘러들어도 바다는 넘치지 않게 됩니다.바다와 하천의 물이 태양열을 받아데워질때, 식물이 호흡할때 물이 수증기가되어 공중으로 떠오르고 이렇게 공기속수능기가 응결되면 구름이 됩니다.이러한 름이 비나 우박 눈이되어 땅으로떨어지며 이러한 과정을 물의 순환 이라고 합니다.
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지구과학·천문우주
22.12.13
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프로포폴 등의 수면제 복용후 내시경 검사시간동안의 기억은 없어지나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.마취와 같이 즉시성, 흔히 상상하는 먹자마자 쓰러지는 효과가 있는 것은 아니다. 물론 다량을 복용할 경우 효과가 바로 나타날 수도 있지만, 이건 수면이 아니라 작용제 과다로 인한 마취증상일 뿐이다. 즉 술 마시다가 필름이 끊기는 것과 비슷한 정도이다. 일반적으로 먹으면 최소 3분에서 최대 30분 이내에 수면전조증상이 나타나며(이건 약제에 따라 다르다.)[8] 이때 수면을 청할 경우 쉽게 수면으로 돌입할 수 있다. 효과만 보자면 좋은 작용제 같지만, 신경작용제이기 때문에 장기복용할 경우 아래 서술된 부작용이 심각한 편. 불면증이 심하면 힘들 수 있다.1.3. 부작용[편집]긍정적인 부작용(side effect)[9]으로는 항경련효과[10]가 있다는 정도다. 항히스타민같은 경우에는 알레르기 환자의 경우 알레르기 환경에 있어도 알레르기가 발생하지 않는다.부정적인 부작용도 있는데, 장기복용 시 일시적인 불면증으로 이 약을 접한 환자가 만성불면증으로 병세가 악화될 수 있고, 이 때문에 수면제 의존증상이 발생할 확률도 높아진다. 또한, 내성이 생겨서 처음에는 한 알(참고로 대부분의 수면제의 적정복용량은 하루 한 알이다.)로 수면 효과가 있지만 장기복용 시 두세 알을 한번에 먹어도 잠이 오지 않을 수 있다. 그리고 약물의 대사작용이 잘 안될 경우 반감기가 길어져서 잠에서 깼다고 생각하고 일상생활을 하는 도중 약이 작용하여 사고로 연결되는 경우도 있다. 즉, 이 약을 먹고 운전하거나 위험성이 높은 일을 할 때 마취효과로 인해 그 위험성이 높아진다는 소리다. 그리고 장기복용할 경우 몽유병 등의 비각성활동증상[11]이 발생하며 심하게는 자살 충동까지 부추길 수 있으므로 이것은 이것대로 심각하다. 말 그대로 비각성 상태로 돌아다닐 수도 있다.2010년 전후 최진실 주변인을 비롯한 몇몇 연예인들의 자살 이유가 이 부작용으로 인한 것이라는 의혹이 있다.무엇이 은지를 죽음으로 몰고 갔는가복용 다음날까지 정신이 멍한 상태가 지속될 수 있으므로 시험 등 중요한 일정을 앞뒀을 때는 복용하지 않는 것이 좋다. 특히 수능 전날 긴장감에 잠이 오지 않아 복용하는 경우가 많은데 주의해야 한다.소소한 부작용으론 뒤척임이 줄어들어 한 자세로 오래 자게 되고 압통이 발생하기 쉽다. 평소 통증이 있는 사람은 악화될 수 있다.과량복용할 경우 중추신경뿐만 아니라 부교감신경까지 마취되어 호흡부전으로 사망할 수 있다. 흔히 "수면제 먹고 죽었다"고 하는 경우다. 하지만 이는 과거 바르비투르산 화합물 성분의 경우가 심했고, 요즘의 벤조디아제핀, 이미다조피리딘 성분의 경우 이렇게 되려면 말 그대로 약이 목구멍으로 넘어올 정도로 먹어야 겨우 생길까 말까이며, 과량섭취하더라도 대부분 다음날 심한 속쓰림과 두통을 느끼면서 깨게 된다. 2000년 발생한 무기수 김신혜 사건에서도 수면제를 먹여서 죽였다는 경찰의 수사 결과가 의문을 받은 이유가 이것이다. 상대적으로 매우 안전한 축에 들어가는 수면 유도 물질인 독시라민이 소량 검출되었을 뿐이다. 그 외에도 졸피뎀 정도는 수십 알을 먹어도 죽지는 않는다고 한다. 다량 복용으로 기절..해도 중간에 깨어나서 게워낸다. 게워내자마자 다시 기절하나 일정 시간이 지나면 엄청난 두통과 복통, 속쓰림만을 남긴채 다시 깬다. 수면제를 몇백알 먹으면 응급실과 중환자실에서 산소호흡기 등 착용하고 뇌사 상태에 빠질 수도 있다. 목숨이 생각보다 질기다. 죽지도 않고 가족과 처방해준 의사분께도 민폐를 끼치게되니 시도하지 말자. 문제는 상기한 중독 증상으로 인해 자살 등으로 죽음에 이르게 할 수 있다는 것이다.
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생물·생명
22.12.13
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소나기가 올때 번개치고 천둥소리가 나는이유가 궁금해요.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.1. 태양때문에 땅에 있던 공기가 가열된다. 2. 하부층의 공기가 뜨거워지게 된다.3. 상부 - 따뜻한공기, 하부 - 차가운공기 ==> 안정적인 상태인데, 하부가 따뜻한 공기가 되면서 불안정한 대기상태가 된다.4. 따뜻한 공기는 상부층으로 가려고 위로 올라간다.5. 상승기류 발생. 6. 구름 생성이떄, 얼음결정과 물결정이 바람이나 그 밖의 요인으로 부딪혀서 전기를 띄게 됩니다.그렇게 만들어진 전자는 물로 이동하는데, 이 물은 음전하가 되고, 얼음은 양전하가 됩니다. 하지만, 얼음보다 물이 더 무겁죠? 이 물이 구름하부로 모이게 됩니다. 즉, 구름하부는 음전하(-)를 띄게 되는거죠.그럼 자연스럽게 구름상층부에는 양전하(+)를 띄게 되겠네요. 이때, 서로다른 전하가 부딪혀서 엄청난 에너지의 불꽃을 만들어내게 되는데, 그것이 바로 번개입니다!이 번개는 구름 내부에서 나타날 수도 있고, 구름과 구름사이, 구름과 대기사이, 구름과 지면사이에서 나타날 수 있다고 해요. 이까지가 바로 "번개"가 치는 이유입니다. 그럼 "천둥"은 왜 치는 걸까요?이 번개라는 전기반응이 일어나면서(즉, 번개가 치면서) 주위의 공기가 순식간에 초고온으로 상승하게됩니다. 온도가 높아지면, 부피가 팽창하게되죠? 이때, 부피가 폭발적으로 팽창하게 되면서 나는 소리가 "천둥"입니다.주로 번개가 치고 나서 천둥소리를 듣게되죠? 그 이유는 번개는 엄연히 빛이기 때문이죠. 번개에서 전류는 약 초당 6000km의 속도로 흐르면서 빛을 내는 것이라고 하네요!!!(빛의속도와 번개의 속도는 다릅니다!!) 이에 반해 천둥이 내는 "소리"의 속도는 이보다 느리기 때문에번개와 천둥이 동시에 발생해도, 빛과 소리의 속도차때문에 이동속도가 빠른 빛이 우리눈에 먼저 들어오고, 빛의 속도보다 소리의 속도가 느리기때문에 그 다음에 천둥소리를 들을 수 있는거랍니다.
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지구과학·천문우주
22.12.13
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적락운과 적운 무슨 차이가 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.뜨거운 공기든, 작열하는 태양이든, 수증기의 유입이든, 지형적인 원인이든 간에, 일단 강력한 상승기류가 형성되면 그 공기 속에 있는 수증기가 구름 덩어리의 모습으로 뭉게뭉게 피어오른다. 이것을 적운 또는 뭉게구름이라고 하며, 보통은 여기서 끝난다. 그러나 만일 상승기류도 충분히 강하고 수증기도 충분히 많다면 구름은 한도끝도 없이 하늘 높이 솟아오르게 될 것이며, 결국 대류권 계면에 도달하게 될 것이다. 이곳의 고도는 무려 해발 10 km 또는 35,000 ft이다. 국제선 여객기가 날아다니는 그 높이다.[6]이렇게 높으니만큼 춥기도 엄청나게 추운데,[7] 구름 하부는 물방울로 구성되어 있는 것과는 다르게 구름 상부는 '빙정'이라는 얼음 알갱이로 구성되어 있다. 이런 구름이니만큼 구름 상부의 모습은 마치 부드러운 새털처럼 보이기도 한다.구름이 일단 대류권 계면(tropopause)에 도달하면[8] 이때부터는 상승기류가 성층권으로 진입하지 못하고, 대신 계면을 따라 사방으로 퍼져나간다. 좀 더 정확히 말하면, 계면 근처의 평형 수준(equilibrium level; EL)에 도달했을 때 상승이 멈춘다. 그 이유는 구름은 상승기류를 타면서 점점 열을 잃게 되는데, 정의상 평형 수준에서는 구름의 온도와 구름 외부의 온도가 드디어 일치하게 되기 때문. 따라서 상승에 따라 열을 잃은 구름은 어느 순간 상승하는 힘을 잃게 된다. 구름이 대략 이쯤 되면 벌써 구름 아래에서는 강수가 나타난다고 봐도 된다.한 덩이의 적란운 속에는 어마어마한 양의 에너지가 있다. 그리고 수직형의 구름이 다 그렇지만 적란운은 특히 심해서, 그 내부에는 격렬한 대류현상이 일어나고 있기 때문에 비행기를 몰고 함부로 들어가는 것은 그다지 권장할 만한 행위가 아니다. 물론 들어간다고 바로 죽는다거나 하는 것은 아니지만, 한 치 앞도 안 보이는데 최대 30 m/s 정도의 강풍이 수직으로 불어대는 곳이니... 항공 사건사고 문서를 봐도 알겠지만 적지 않은 사고사례에 기상악화가 크게 한 몫을 했다.어쨌건 구름이 매우 두텁기 때문에, 상부는 햇빛을 산란하여 찬란한 흰빛으로 빛나지만, 하부는 거꾸로 햇빛을 흡수하여 어두컴컴한 먹빛이 된다. 구름이 두꺼울수록 거의 한밤중을 방불케 할 만큼 어두워지며, 미국 중서부의 슈퍼셀이 이런 특성을 많이 띠고 있다. 의외로 잘 알려져 있지 않은 사실이지만 강수 도중에는 구름 상층부에서 중층부까지 격렬하게 번개가 치며, 저녁이나 밤중에 잘 보인다.[9] 심하면 노래방 미러볼처럼 현란하게 반짝이기도 한다. 국제선 여객기를 타고 저녁 어스름에 적란운을 만난다면 한번 유심히 관찰해 보자. 보잉 767 콕핏에서 촬영한 모습강수가 모두 끝나면 당연히 적란운도 사라진다. 구름의 하부에서부터 점차 그 형태를 잃고 흩어지면서 부서져, 하늘은 회색빛의 편운들 사이로 부드러운 권운[10]과 함께 파란 하늘이 다시 드러나 보이게 된다.참고로 육지에서는 주로 한낮 오후에 생성되지만 대양에서는 오밤 중에 생성되는 경우가 많다. 육지에서는 일광가열로 인하여 뜨거워진 공기가 대기불안정을 일으킨다면, 대양에서는 밤이 되어 차가워진 상층 공기가 가라앉으면서 대기불안정을 일으킨다. 물론 그 이유는 바다가 육지보다 온도변화가 덜하기 때문이다.
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지구과학·천문우주
22.12.13
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오늘 눈이 내려서 생각났는데 염화칼슘 원리는?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.염화칼슘 및 제설함제설용 염화칼슘 및 보관요령기온이 영하0℃ 이하이고 적설량이 3cm 내외일 때는 염화칼슘을 0.02～0.03kg/㎡ 살포한다.기온이 영하0℃ 이하이고 적설량이 5cm 이상일 때는 염화칼슘을 0.04～0.05kg/㎡ 살포한다.기온이영하0℃ 이하이고 적설량이 10cm 이상일 때는 밀기 작업 후 염화칼슘을 0.02～0.03kg/㎡ 살포한다.염화칼슘은 강설초기에 효과적이다. 그 이유는 흡수성이 강한 염화칼슘이 주위 수분을 흡수하여 융해할 때 융해열을 발산하므로 눈이 쌓이기 전의 살포가 효과적이다.결빙된 빙판 상에 염화칼슘을 살포하는 것은 효과적이지 못하고 결빙 전에 살포하는 것이 효과적이며, 결빙 이후 염화칼슘을 살포하면 결빙전보다 약 10배 이상 많이 소요된다.염화칼슘 살포시 모래와 혼합사용하면 융설 효과가 크고 미끄럼을 방지하므로 혼합사용하는 것이 좋다. (단, 사전 혼합하여 둔다거나 혼합된 것은 보관을 하지 못하니 사용량만큼 혼합한다.)염화칼슘은 조해성이 강하므로 개봉 후 방치해 두면 쉽게 녹기 때문에 밀봉하여 보관하여야 한다.염화칼슘은 직사광선을 피하고 통풍이 잘되는 곳에 보관하고, 안전상 20단 이상 적치하지 말아야 한 다.
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토목공학
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