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식용유를 자동차 연료로 사용할 수는 없나요??
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.바이오에너지를 생산해 낼 수 있는 에너지원이 되는 식물ㆍ미생물ㆍ동물 등의 생물체(바이오매스)와 음식쓰레기ㆍ축산폐기물 등을 열분해하거나 발효시켜 만들어낸 연료를 말한다. 바이오연료는 화석연료보다 이산화탄소를 적게 배출해 신재생에너지로 각광받고 있다.바이오연료는 사용되는 원료와 공정에 따라 바이오에탄올, 바이오디젤, 바이오가스 등으로 구분된다. 식물체의 당분을 알코올 발효시켜 만들어내는 바이오에탄올은 다시 옥수수나 사탕수수 등 곡물에서 직접 추출한 전분을 발효시켜 얻을 수 있는 바이오에탄올과 폐목재ㆍ볏짚ㆍ해조류 등의 식물체에서 추출한 포도당과 박테리아를 이용해 만들어내는 바이오부탄올로 구분할 수 있다. 그리고 바이오디젤은 유채꽃ㆍ콩 등의 유지작물 또는 폐식용유를 알코올 반응시켜 연료화하여 얻을 수 있고, 바이오가스는 음식물 쓰레기나 축산폐기물을 발효시키면 발생하는 메탄가스를 이용해 얻을 수 있다.태양광이나 조력, 풍력발전 등의 대체에너지로는 늘어나는 에너지 수요를 감당하기 어려운 반면, 식물에서 추출하는 바이오연료는 성장이 빠르고 대량 생산이 가능하다는 장점이 있다. 그러나 바이오연료를 얻기 위해서는 넓은 면적의 토지가 필요하고, 자원이 산재되어 있거나 자원량의 지역적 차이가 크다는 단점이 있다. 그리고 바이오연료 활용이 확대됨에 따라 이에 투입되는 곡물가격의 상승과 오히려 토양 및 수질오염 등 환경문제를 초래할 수 있다는 것이 문제점으로 지적되고 있다.
학문 / 화학
22.12.06
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액화질소에 손을 넣으면 바로 얼어버리나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.질소의 끓는점은 -196°C(77K)[1]로 액체질소는 1기압일 때 그 이하의 온도를 유지하고 있다. 일반적으로 구할 수 있는 액체질소는 보통은 -200°C 내외이며 드라이아이스(-78.5°C 이하)도 보통은 -80°C, 아무리 낮아봐야 -100°C 정도라는 것을 생각해보면 매우 차가운 물질 가운데는 그나마 근처에서 쉽게 구할 수 있다. 더 차가운 액체헬륨은 -269°C(4K)이다.가격이나 접근성도 이와 비슷하게 드라이아이스 같은 건 아이스크림 가게에서도 살 수 있고, 액체질소도 크게 비싸지 않다(아래 문단). 액체헬륨은 액체질소의 20배 정도로 비싸다.동식물의 생체 조직이나, 푸딩 같이 액체를 함유하고 있는 고체를 액체질소에 넣었다 빼면 깨뜨릴 수 있는 수준으로 얼어버린다. 유리와 같이 열팽창에 약한 고체에 부으면 불에 달군 유리를 물에 넣었을 때와 마찬가지로 산산조각 난다.액체질소의 비열은 물에 비해 매우 낮다. 액체질소로 물을 얼리려면 자연 증발분을 생각하긴 해야겠지만 생각보다 많은 양의 액체질소가 소모된다. 이걸 재포집해서 액화시키려면 냉장고에 들어가는 HCFC냉매(또는 액체이산화탄소 냉매) 압축기 따위로는 어림도 없다.밀도는 0.807g/ml이다. 1g/ml에 해당하는 물보다 약간 더 가벼운 정도. 다만 어느 정도 압축하면 비슷해지거나 오히려 더 무거워진다. 당연히 온도가 더 높아지면 0.8g/ml 이하로 가벼워진다.
학문 / 화학
22.12.06
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눈 내리는 날 눈을 뭉치면서 궁금한건데
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.모두의 어린 시절 한번쯤은 내리는 눈을 맞으며, 한바탕 웃음 속에 눈싸움에 나서본 기억들이 있을 텐데요! 어떤 때엔 눈이 잘 뭉쳐지다가도 또 어떤 때엔 좀처럼 뭉쳐지지 않는 때가 있습니다. 잘 뭉쳐지지 않는 눈도 추운 날씨에 내린 똑같은 눈인데 왜 이럴까 의아해 했던 적이 있으시죠? 거기에 숨겨진 의외로 작은 원리가 있습니다. 하늘에서 내리는 눈은 잘 아시다시피 대기의 수증기 중 얼음결정체가 상승과 하강을 반복하다, 무게를 이기지 못하고 땅으로 떨어지는 현상입니다. 어린 시절 돋보기를 들고 눈의 결정을 들여다보면 꽃처럼 예쁜 얼음 결정을 발견할 수 있었는데요, 눈송이 하나하나가 작은 얼음 결정이기 때문에 땅에 떨어진 상태 또한 이러한 얼음 결정의 구조를 유지하고 있습니다. 다만 떨어진 곳의 온도가 얼음 결정을 유지할 수 없을 정도로 높으면 형태를 잃고 녹아버리게 마련이죠. 이 과정에서 기온이 오르고 내리길 반복하면 눈이 차곡차곡 쌓이게 됩니다. 미묘한 온도 상승이 얼음 결정을 녹게 하여 결정 사이를 채우게 되고, 다시 미묘하게 온도가 내려가 얼면 모양을 유지한 채 층을 더하는 것이죠. 눈덩이의 뭉쳐짐 정도 역시 이때 작용하는 습기와 관련이 있습니다. 만일 습도가 낮으면 뭉쳐지기보다 얼음 결정이 융합이 안 되어 가루처럼 부스러지는 것이고, 습도가 있고 뭉치는 손의 열기에 조금씩 녹으며 결집하면 튼튼한 눈뭉치가 되는 것이죠. 이러한 원리를 이용해 눈을 뭉칠 때 고드름을 문질러 나온 물을 뿌리는 경우도 있고, 손을 포개어 꼭꼭 눌러 뭉치는 경우도 있습니다. 그렇게 적절한 물기를 활용해 눈을 뭉치면 덩어리가 쉽게 커지고, 커다란 눈사람도 만들 수 있게 됩니다. 간단한 과학의 원리가 숨어있는 눈덩이 만들기!
학문 / 토목공학
22.12.06
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부메랑이 다시 돌아오는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.부메랑 중 투척 후 제자리로 돌아오는 리터닝 부메랑은 공기의 양력과 세차 운동을 이용하여 제자리로 돌아오게 된다.리터닝 부메랑은 윗면이 약간 둥글고 아랫면이 편평하다. 이러면 부메랑을 던질 시 윗면이 아랫면보다 공기의 흐름이 빠르게 되며, 압력의 차이에 의하여 공기가 부메랑을 위로 밀치는 양력이 나타나게 된다.또한 부메랑은 날아갈때 윗면과 아랫면이 받는 힘이 서로 반대가 된다. 윗면은 회전방향과 이동방향이 같으나 아랫면은 서로 다르며, 이로 인해 서로 받는 힘이 달라져서 균형이 깨지고 진행방향을 바꾸게 하는 세차운동이 작용한다.이렇게 양력과 세차운동의 작용으로 리터닝 부메랑을 투척 후 큰 원을 그리며 다시 제자리로 돌아오게 되는 것이다.
학문 / 물리
22.12.06
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술은 왜 시간이 지날수록 좋은건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.술은 숙성과 저장이 있습니다.1. 숙성은 증류한 술을 오크 같은 목재통에 담아서 저장 하는 갓으로 오래 될 수록 술 맛이 좋아지기 때문에 기격이 비싸집니다.2. 저장은 숙성이 끝나서 병입한 술을 저장하는 것인데 오래 되여도 술맛은 변하지 않으므로 오레 저장을 해도 값은 변하지 않습니다.다만 오래 되면 희소가치가 있으면 가격이 올라 가는데 그 한계는 구매자의 뜻에 달려 있습니다.
학문 / 화학
22.12.06
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다이아몬드를 인공적으로 만들 수 있나요??
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.고온·초고압의 셀 안에 온도 구배를 부여하여 저온부의 다이아몬드종 결정을 성장시키는 방법 등으로 얻는다. CH4와 H2의 혼합가스를 사용하여 10Pa, 900℃의 조건에서 박막을 합성하는 것도 가능하게 되었다. 보석, 연마제, 절삭공구용 소결체로 사용되는 외에, 열전도율이 큰 관계로 반도체 등의 온도 상승을 방지하기 위한 기판에도 사용되고 있다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.12.06
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유리와 도자기의 차이가 뭔가요??
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.유리(琉璃)는 단단하고 깨지기 쉬운 비결정질 고체(과냉각된 액체)이다. 투명하고 매끄럽고, 생물학적으로 비활성인 특징이 있어 창문, 병, 안경 등을 만드는 데 쓰지만 깨지기 쉽다는 단점이 있다. 모래나 수정을 구성하는 이산화 규소가 주요 성분인 소다 석회 유리나 붕규산 유리 뿐만 아니라, 아크릴 수지, 설탕 유리, 운모 또는 알루미늄 옥시니트라이드 등도 유리에 포함된다.도자기는 점토에 장석, 석영 따위의 가루를 섞어 성형, 건조, 소성한 제품이다. 인류가 처음 토기를 만들기 시작한 것은 서기전 1만년에서 6000년경 사이이며, 우리나라에서는 서기전 6000∼5000년경이다. 점력을 갖춘 가소성이 있는 태토로 형태를 만들고 불에 구워서 만드는데 온도에 따라 토기(600℃), 도기(900∼1,000℃), 석기(炻器: 1,100℃ 이상), 자기(1,300∼1,350℃)로 나뉜다. 토기에 유약을 입혀 높은 온도로 구워낸 자기로는 고려의 상감청자가 유명하며, 조선에서는 분청사기, 백자가 제작되었다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.12.06
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옷장 탈취제의 원리가 뭔가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.사이클로덱스트린(Cyclodextrin) 등의 화학물질이 악취를 붙잡아서 증발하는 방법과, 다공성 활성탄의 구멍으로 흡착되게 하는 방법이 있는데, 활성탄의 구멍에 냄새가 모두 붙으면 효과가 없다. 사실 활성탄을 사용하는 것은 국군의 K-1 방독면의 기능과도 유사하다. 물에 젖으면 활성탄 구멍이 물 분자들로 막혀버리게 되므로 관리에 유의가 필요하다.냄새가 나기 쉬운 냉장고에 많이 사용된다. 이산화염소 등의 성분이 악취를 내는 성분과 결합하여 중화시키는 작용을 한다. 탄산수소나트륨(베이킹소다)가 사용되기도 하는데, 다공성인 성질을 이용하여 냄새를 흡착하는 것으로 활성탄과 같은 원리이다.
학문 / 화학공학
22.12.06
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중금속 오염이라는 얘기가 궁금합니다?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.중금속 오염이란 주변 환경에 중금속이 축적되면서 토양∙수질∙대기∙식품 등이 오염되는 현상을 말한다. 중금속은 일반적으로 비중이 5~6 g/cm3 이상인 무거운 금속을 말한다. 이러한 중금속의 존재 자체가 문제라기보다는 주변 환경에서 중금속의 농도가 증가하면서 축적량이 많아져 위해성이 높아지고 있다.우리나라는 〈토양환경보전법〉을 통해 토양오염 물질의 일부로 중금속을 규정 및 규제하고 있다. 이러한 성분으로는 카드뮴(Cd), 구리(Cu), 비소(As), 수은(Hg), 납(Pb), 6가 크롬(Cr6+), 아연(Zn), 니켈(Ni) 등이 있다. 중금속 유입이 증가하는 원인은 주로 인간의 산업활동에 따른 것으로, 인위적 오염원으로는 광업 활동∙농업 관련 자재∙화석연료의 연소∙금속도금 산업∙전자 관련 산업∙화학 공장 등 여타 중금속 배출 가능 공장과 불법 폐기물 매립 등으로 다양하다.토양이나 수자원 등에 포함된 중금속이 인류에게 위험한 까닭은 동식물에 흡수된 후 식품으로 가공되어 인간의 몸에 축적될 우려가 높기 때문이다. 중금속 성분이 체내에 필요 이상 축적되면 여러 장기에 손상을 입히고, 내분비계의 교란 및 여러 생체 기능의 이상을 야기하는 것으로 알려져 있다. 중금속 오염으로 인한 대표적 질병에는 수은이 축적되어 나타나는 '미나마타병', 카드뮴이 축적되어 나타나는 '이타이이타이병' 등이 있다.
학문 / 화학
22.12.06
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레드문은 어떤 원리로 빨갛게 보이는건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.개기월식은 태양과 지구와 달이 일직선상에 위치해 지구의 그림자가 달을 가리는 현상이다. 빨간 달로 보이는 이유는 지구 대기를 통과하면서 붉은색으로 변한 햇빛이 달표면에 반사되기 때문이다.개기월식때 달 표면은 지구에 가려 햇빛이 직사광선 형태로 도달할 수 없어 지구 대기를 통과하며 굴절현상을 일으켜 햇빛의 일부가 달에 도달한다.지구 대기를 통과한 햇빛은 저녁하늘의 노을과 같이 붉은색을 띈다. 파장이 가장 긴 붉은색만 남기 때문이다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.12.06
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