답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.날개 없는 선풍기는 눈에 보이는 외부에 날개가 없을 뿐, 스탠드 받침대 내부에 숨겨진 고속 회전 팬과 유체역학 원리인 코안다 효과, 그리고 공기 증폭 현상을 활용해 바람을 만들어내는 원리입니다. 날개 없는 선풍기 받침대 하부의 강력한 브러시리스 모터와 혼합류 임펠러가 주변 공기를 대량으로 흡입하여 상부의 빈 고리 내부로 밀어 올리면, 고리 내부로 올라간 공기는 에어포일 형상을 한 얇은 슬릿을 통해 나오게 되고, 이때 유체가 곡면 표면에 밀착하여 흐르려는 코안다 효과에 의해 공기 흐름의 방향이 고리 앞쪽으로 매끄럽게 유도되며 유속이 가속됩니다. 고속의 공기 기류가 분출되면 비행기 날개 위쪽처럼 고리 중앙부의 기압이 주변보다 낮아지는 베르누이 원리에 의해고리 뒤쪽의 공기가 통로 내부로 거세게 끌려들어 오고, 고리 외곽 주변의 공기까지 기류에 합류하면서 처음 흡입된 공기량보다 최대 15배 이상 늘어난 대량의 바람이 앞으로 뿜어져 나오면서 시원해 집니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.지구 내부 맨틀은 거대한 압력 때문에 높은 온도에서도 고체 암석 상태를 유지하지만, 특정 화학적 조건 변화로 압력이 떨어지거나, 녹는점이 낮아지거나, 온도가 상승할 때 비로소 마그마가 만들어집니다. 이와 관련하여 설명해 드릴게요.고체 상태의 암석은 압력이 높을수록 녹는점이 올라가고, 맨틀 대류나 열점 현상에 의해 맨틀 물질이 위로 상승하면, 온도는 고온을 유지한 채 압력만 급격히 떨어집니다. 암석의 온도가 줄어든 압력에서의 녹는점보다 높아지면서 고체 암석이 일부 녹아 마그마가 만들어 집니다. 또한, 해양판이 대륙판 아래로 밀려 들어가는 섭입대에서는 해수와 젖은 퇴적물이 깊은 지하로 함께 끌려 들어가, 높은 열과 압력을 받은 해양 지각에서 빠져나온 물 분자가 상부 맨틀의 규산염 암석 결합을 깨뜨립니다. 이는 겨울철 도로에 염화칼슘을 뿌리면 얼음의 녹는점이 떨어져 녹는 것과 동일한 원리로 맨틀 암석의 녹는점을 대폭 낮추어 마그마를 형성합니다. 이외에도 대륙 지각은 맨틀보다 녹는점이 상대적으로 낮기 때문에, 상승한 마그마의 열기에 의해 지각 자체가 녹으면서 새로운 마그마가 형성됩니다.이처럼 지구 내부에서 열역학적 과정 중 하나 이상이 작동하여 고체 상태의 암석을 액체 상태의 마그마로 변화시키며, 밀도가 낮아진 마그마가 부력에 의해 지각의 약한 균열을 뚫고 올라올 때 화산 폭발로 이어지게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.고등학교 1학년 학생이시라니까 공감이 많이 되네요. 열심히 자료 준비하시는 모습보니까 좋습니다. 고등학교 생활 열심히 하셔서 목표하는 대학 합격하시길 바랍니다.철제 유물에 침투한 염화이온(Cl-)을 수산화나트륨(NaOH) 용액으로 제거하는 원리는 수산화이온(OH-)에 의한 음이온 교환과 금속의 보호막 형성 때문입니다. 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.땅속이나 바다에 묻혀 있던 철제 유물의 녹 층 내부에는 염화 이온이 갇혀 있어, 이 염화 이온은 유물이 공기 중에 노출되었을 때 수분 및 산소와 지속적으로 반응하여 염산(HCl)을 형성하고, 철을 내부에서부터 부스러뜨리는 연쇄 반응 촉매 역할을 합니다. 수산화나트륨이 물에 녹으면 강한 알칼리성을 띠며 대량의 수산화 이온을 방출하는데, 이 수산화 이온은 화학적 농도 차이에 의해 녹 층 깊숙이 침투하여, 철 화합물에 결합해 있던 염화이온을 밀어내고 그 자리를 대신 차지하는 치환 반응을 일으킵니다.결합에서 제외된 염화 이온은 수용액 속으로 나와 나트륨 이온(Na+)과 함께 물에 잘 녹는 상태가 되며, 세척액을 주기적으로 교체해 줌으로써 유물 밖으로 완전히 배출됩니다. 수산화나트륨에 의해 유지되는 높은 pH(약 12~13) 환경에서는 철 표면에 더 이상 산화 반응이 일어나지 않는 안정적인 자철석 피막이 형성되어 유물 표면을 보호합니다.발표 하실 때 강알칼리 용액 속의 수산 화이온이 녹 속에 갇힌 염화 이온을 밖으로 밀어내는 음이온 교환 작용과, 알칼리 환경이 유물 표면에 안정적인 보호막을 만들어주는 역할을 핵심 포인트로 발표하시면 좋겠네요.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.알보칠은 폴리크레줄렌을 주성분으로 하는 입안의 상처나 혓바늘 같은 구내염 및 점막 질환 치료제로 사용되고 있습니다. 바르면 통증이 발생하는 이유는 알보칠 액이 위산보다 강한 pH 1 이하의 강한 산성을 띠고 있어, 상처로 노출된 입안 신경 세포에 강산성 액체가 직접 접촉하면서 순간적으로 강한 통증을 유발합니다. 손상되어 염증이 생긴 세포 단백질을 순간적으로 응고시켜 열로 지지는 것과 유사한 화학적 변성을 일으킵니다. 알보칠은 정상 세포는 건드리지 않고, 염증이 생겨 변성된 손상 세포만 선택적으로 응고시켜 제거하며, 강산성 환경을 통해 상처 부위의 세균 및 바이러스를 즉시 사멸시키고 미세혈관을 지혈합니다. 또한, 응고된 궤양 부위가 일종의 '화학적 보호 패치'로 바뀌어, 이후 음식이 닿을 때 느끼는 통증을 막아줍니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.금은 값 비싼 귀금속 이면서도 반도체에 쓰이는 이유는 녹슬지 않는 뛰어난 부식 저항성과 극도로 얇게 펴지는 가공성 때문입니다. 은이나 구리가 전기 전도율은 약간 더 높지만, 미세한 공정 차이가 기기 고장으로 이어지는 반도체 특성상 금의 화학적 안정성이 대체 불가능한 가치를 가집니다.금은 공기나 습기에 노출되어도 녹슬거나 산화 피막을 형성하지 않기 때문에 금속이 산화하면 전기 저항이 높아져 신호 전달이 막히는데, 금은 세월이 지나도 초기 전도성을 그대로 유지합니다. 또한, 금은 모든 금속 중 실처럼 얇게 뽑아내는 성질이 가장 뛰어납니다. 머리카락 두께의 수십 분의 일 수준인 초미세 와이어로 만들어도 끊어지지 않고 칩과 기판을 안정적으로 연결할 수 있습니다. 이외에도 반도체의 단자나 기판 커넥터 표면에 금을 얇게 도금하면 닿는 면의 저항이 최소화되어 미세한 전기 신호도 손실 없이 빠르게 전달할 수 있으며, 높은 열이 발생하는 반도체 동작 환경이나 화학 물질 접촉 시에도 변형되거나 성질이 변하지 않습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.곶감을 말릴 때 표면에 생기는 하얀 가루는 감 내부의 수분이 증발하면서 당분이 표면으로 나와 결정화된 포도당과 과당입니다. 이와 관련하여 설명해 드릴게요.감을 깎아 말리는 동안 과육 속의 수분이 표면으로 이동해 증발하는데, 이때 수분에 녹아 있던 포도당과 과당이 표면에 남아 미세한 하얀 결정 형태를 이룹니다. 곰팡이나 화학 첨가물이 아닌 자연스러운 당분 결정입니다. 감의 당도가 높고 건조가 잘 되었을수록 이 하얀 가루가 빽빽하게 생깁니다. 한의학에서는 시설을 약재로 다루며, 기관지와 목의 열을 내려주고 가래를 삭이며 피로 회복과 정력 증진에 효과가 있다고 전해전해집니당분 결정은 감 표면에 고르게 퍼져 있고 입자가 매우 고우며, 혀에 대면 달콤한 맛이 납니다. 손으로 만졌을 때 끈적이지 않고 체온에 녹듯이 자연스럽게 스며듭니다.반면, ​곰팡이는 특정 부위에 점 형태로 뭉쳐서 피어나거나 솜털 형태를 띱니다. 흰색 외에도 푸른색이나 검은색을 띠며, 시큼하거나 꿉꿉한 냄새가 납니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.네, 질문자님 말씀이 정확합니다. 종이의 물 흡수력 차이는 셀룰로오스 섬유의 미세 구조와 사이징과 코팅 같은 표면 화학 처리라는 두 가지 요소에 의해 결정됩니다.종이는 촘촘하게 얽힌 셀룰로오스 섬유 그물망입니다. 섬유 사이의 미세한 구멍이 작고 연속적으로 이어져 있을수록 강력한 모세관 현상이 일어나 물을 빠르고 넓게 흡수합니다. 또한, 셀룰로오스 섬유 자체는 물 분자와 쉽게 결합하는 히드록시기를 풍부하게 가지고 있어 기본적인 물 친화력이 매우 높습니다. ​휴지나 키친타월처럼 섬유를 느슨하게 배열하면 물이 들어갈 공간이 넓어져 흡수량이 늘어나고, 반대로 강하게 압착한 종이는 공간이 적어 흡수가 더뎌집니다.사이징 공정은 수성 잉크나 물이 번지는 것을 막기 위해 섬유 표면에 소수성 화합물을 얇게 입히는 작업입니다. 사이징 처리를 강화할수록 종이는 물을 배척하게 됩니다.​코팅 공정은 잡지 표지나 전단지처럼 표면에 미네랄 가루나 플라스틱 수지를 바르고 매끄럽게 가공하면 수분이 들어갈 미세 기공이 완전히 막혀 물을 흡수하지 못합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.크로마토그래피는 혼합물을 구성하는 물질들이 이동상를 따라 이동할 때, 거치는 고정상과의 상호작용에 따라 이동하는 속도가 다르다는 점을 이용해 성분 물질을 분리하는 방법입니다. 이와 관련하여 설명해 드릴게요.크로마토그래피의 분리 방법은 혼합물을 종이, 게일 등 고정상에 올려두고, 물이나 알코올 같은 이동상을 흘려보내면 용매에 잘 녹고 고정상과의 끌림이 적은 성분은 빠르고 멀리 이동하지만, 용매에 잘 안 녹고 고정상과 잘 붙는 성분은 천천히 이동합니다. 이 속도 차이로 인해 각 성분이 서로 다른 위치에서 띠 모양으로 나뉘며 깔끔하게 분리됩니다.시료의 양이 매우 적을 때는 극소량의 혼합물만 있어도 정확히 분리·분석할 수 있으며, ​성질이 서로 비슷할 때는 끓는점이나 밀도 등 물리적 성질이 너무 비슷해 증류나 추출로 나누기 힘든 성분들을 분리할 때 유용합니다. 또한, 여러 성분이 복잡하게 섞여 있어도 한 번의 과정으로 개별 성분을 동시에 찾아냅니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.준금속은 주기율표에서 금속과 비금속의 경계선에 위치하며, 금속과 비금속의 특징을 모두 가지고 있는 원소들 입니다. ​준금속의 주요 성질은 기본 상태에서는 전기가 잘 통하지 않지만, 온도가 높아지거나 불순물이 섞이면 전기전도성이 크게 향상되는 반도체 특성을 가지고 있으며, 금속처럼 반짝이는 광택을 띠지만, 금속처럼 펴지거나 늘어나지 않고 비금속처럼 충격을 받으면 쉽게 부서집니다. 그리고 화학 반응 시 주로 비금속처럼 행동하며, 전자를 공유하는 공유 결합 화합물을 잘 형성합니다.현대 IT 산업과 첨단 소재 분야의 핵심인 반도체와 광학 기술은 대부분 이 준금속 원소들의 독특한 성질 덕분에 가능해졌습니다. 그 만큼 중요한 원소들 입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.보통은 가정에서 한 번 사용한 식용유가 깨끗하기 때문에 아까워서 재사용 하는 경우가 많습니다. 물론 저도 재사용하고 있습니다. 그래서 한 번 사용한 식용유는 튀김 부스러기를 깨끗이 걸러 서늘하게 보관할 경우 1~2회 정도 재사용할 수 있지만, 반복 가열 시 유해한 화학 물질이 급격히 증가하므로 주의가 필요합니다.재사용 식용유는 높은 열과 공기 중 산소가 결합해 지방산이 파괴되면 세포 독성 물질이 생성되어 체내 염증을 유발할 수 있으며, 음식물의 수분과 기름이 반응하여 중성 지방이 유리 지방산으로 분해되므로 기름이 탈 수 있는 온도인 발연점이 지속해서 낮아집니다. 또한, 고온에 지속 노출된 기름 분자들은 서로 결합해 점성이 높은 거대 중합체를 만들기 때문에 기름이 끈적해지고 음식에 기름이 과도하게 흡수되는 원인이 됩니다. 고온 재가열이 반복될수록 불포화지방산이 유해한 트랜스지방 구조로 변형될 확률이 높아집니다.따라서 식용유를 재사용 하시려면, 사용 직후 기름 온도가 약 60~80°C 정도로 식었을 때 커피 필터나 미세 키친타올로 튀김 가루를 완벽히 걸러내야 부패를 막을 수 있고, 밀폐가 잘 되는 어두운 용기에 담아 서늘한 곳이나 냉장고에 보관하셔야 합니다. 생선이나 양념 육류를 튀긴 기름은 단백질 분해 물질과 비린내가 섞여 산화가 훨씬 빠르게 진행되므로 재사용하지 않고 폐기하는 것이 좋습니다.