얼음이 녹아 물로 상태가 변할 때 주변의 열에너지를 흡수하는 현상이 일어 나는데요. 분자 간의 결합력 변화 및 상변화 과정에서의 에너지 이동이 어떻게 되나요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.얼음이 녹아 물로 변하는 것을 융해라고 합니다. 즉 융해할 때 주변의 열에너지를 흡수하는 이유는 물 분자 사이에는 수소 결합을 하고 있는데, 이 수소 결합을 끊기 위해서 입니다.고체 상태인 얼음은 물 분자들이 강하게 수소 결합을 하고 있어 빈 공간이 많은 육각형 격자 구조를 하고 있습니다. 여기에 열에너지가 가해지면, 이 에너지에 의해 분자들이 운동 에너지를 높여 온도를 올리는 대신 분자들을 붙잡고 있던 수소 결합을 끊는데 이 에너지가 모두 소모됩니다.이때 흡수하는 에너지를 융해열이라고 하며, 얼음 분자의 위치 에너지를 높이는 데만 쓰이기 때문에 상태 변화가 완전히 끝날 때까지 온도가 0°C로 일정하게 유지됩니다. 결과적으로 결합이 일부 끊어진 물 분자들은 서로 자유롭게 미끄러지는 액체 상태가 되며, 얼음이 주변의 열을 빼앗아 가므로 주변 온도는 낮아지게 됩니다.
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“요즘 인공지능 기술이 빠르게 발전하고 있는데, 앞으로 10년 안에 사람들의 직업이나 일상생활이 어떻게 변화할지 여러분의 생각이 궁금합니다. 가장 크게 달라질 분야는 어디일까요?”
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.요즘 인공지능이 빠르게 발전하면서 다양한 분야에서 빠르게 변화하고 있습니다. 앞으로 10년 동안 인공지능은 우리의 직장과 생활을 크게 변화할텐데, 가장 변화가 클 분야는 전문직을 포함한 지식 노동 영역일 것입니다. 과거에는 컴퓨터 언어를 익히거나 방대한 자료를 분석하는 일 자체가 경쟁력이었지만, 앞으로는 인공지능이 이러한 기초 작업을 대신해 주기때문에 사람은 인공지능이 도출한 결과물을 검토하고 최종적인 방향을 결정하는 기획자와 관리자의 역할을 하게 될 것입니다. 지식을 암기하는 능력보다는 문제를 새롭게 정의하고 인공지능과 소통하는 능력이 더 중요해지면서 일상생활에서는 개인 맞춤형 서비스가 대폭 확대됩니다. 개인의 건강 상태나 학습 속도를 실시간으로 분석해 최적의 의료와 교육을 제공하는 인공지능 비서가 보편화될 것입니다. 결과적으로 미래에는 인공지능 기술 자체를 다루는 역량도 중요하지만, 기술이 대체할 수 없는 인간 고유의 비판적 사고력과 창의성, 그리고 타인과 공감하고 소통하는 능력이 직업과 일상 모두에서 가장 핵심적인 가치로 자리 잡게 됩니다.
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갓 잡은 생선보다 오래된 생선이 비린내가 더 많이 나는 것 같은데 왜 그런 것일까요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.저도 생선을 좋아하는데 오래된 생선은 비릿한 냄새가 심합니다.이렇게 생선이 오래될수록 비린내가 심해지는 것은 체내 성분이 세균에 의해 분해되기 때문입니다. 물고기는 세포 내 수분을 유지하기 위해 트리메틸아민 옥사이드이라는 냄새가 없는 물질을 가지고 있습니다.하지만 생선이 죽고 시간이 지나면 미생물과 세균이 번식하면서 이 트리메틸아민 옥사이드가 트리메틸아민이라는 물질로 분해됩니다. 이 트리메틸아민 때문에 강한 생선 비린내가 발생하는 것입니다. 갓 잡은 생선은 세균이 작용할 시간이 없어 냄새가 나지 않지만, 오래된 생선은 세균에 의해 트리메틸아민이 다량 생성되므로 비린내가 강해집니다. 여기에 시간이 흐르며 생선의 불포화지방산이 공기 중의 산소와 결합해 산화되는 과정까지 더해지면서 비린내는 더욱 심해집니다.
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합성세제의 주요 성분과 환경 오몀을 일으키는 원인이 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.합성세제는 계면활성제와 세척력을 높이기 위한 인산염 같은 보조제, 형광증백제 등으로 만들어 집니다. 이 성분들이 무심코 하천과 바다로 흘러들어 가면 심각한 환경 오염을 유발시킵니다.그 중에 가장 큰 원인은 거품과 부영양화인데요. 세제가 만드는 두꺼운 거품막은 햇빛과 산소가 물속으로 들어가는 것을 막아 수중 식물이 광합성을 못하게 되고, 산소를 고갈시켜 위험하게 만듭니다. 또한, 세제 속 인산염은 조류의 과도한 증식을 돕는 비료 역할을 하여 녹조, 적조 현상을 일으키고 물고기를 질식시킵니다.여기에 분해되지 않은 화학 물질의 독성이 더해져 수생 생물의 아가미를 손상시키고 체내에 축적되어 기형이나 생태계 교란을 발생시킵니다. 결국 물속에서 오염물질을 정화해 주던 유익한 미생물마저 사멸하면서, 하천은 스스로 깨끗해지는 자정능력을 잃고 오염이 심화됩니다.
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주기율표가 만들어진 배경과 원리는 어떻게 되요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.네 저도 기억에 주기율표를 외우는 것이 어렵고 힘들었던 것 같아요. 그런데 제가 그와 관련된 분야에 있네요~주기율표는 발견한 수많은 원소들을 규칙적으로 배열한 달력과 같습니다. 19세기 중반, 러시아의 과학자 멘델레예프는 당시 알려진 원소들을 원자량 순으로 나열했을 때 비슷한 화학적 성질이 주기적으로 반복된다는 주기율을 발견하고 최초의 주기율표를 만들었습니다. 또한, 미발견 원소들의 자리를 빈칸으로 비워두고 그 성질을 예측 하였습니다. 이후 영국의 모즐리가 양성자 수, 즉 원자 번호 순으로 배열하여 현대의 주기율표가 완성되었습니다.주기율표의 핵심 원리는 가로줄인 주기와 세로줄인 족에 있습니다. 가로줄은 전자 껍질의 수를 뜻하며, 세로줄은 가장 바깥쪽 껍질에 있는 원자가 전자수를 의미합니다. 원소의 성질은 원자가 전자 수가 결정하기 때문에, 같은 족에 속한 원소들은 비슷한 화학적 성질을 가집니다. 즉, 주기율표는 원자 구조의 규칙성을 한눈에 볼수 있습니다.
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젤리는 어떻게해서 껌처럼 씹히는 식감을 내는걸까여?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.젤리가 껌처럼 쫄깃하게 씹히는 이유은 돼지나 소의 가죽과 뼈에서 추출한 단백질인 젤라틴 때문입니다. 젤라틴이 뜨거운 물에 녹으면 분자가 느슨해지지만 온도가 낮아지면 분자들이 서로 단단히 엉키며 그물 같은 구조를 만듭니다. 이 그물망 사이에 수분과 설탕 시럽이 갇히면서 탄력 있는 덩어리됩니만들어 집니다. 만드는 과정에서 수줄이 줄어들고 젤라틴 비율을 높일수록 훨씬 더 단단하고 질긴 식감이 만들어 집니다. 여름에 차가운 아이스크림과 젤리를 같이 먹으면 식감이 더 단단한 느낌이 드는 것도 젤라틴의 성질 때문입니다. 젤라틴은 온도가 낮아질수록 분자 구조가 더욱 촘촘하고 단단하게 수축하는 특성이 있어서 차가운 아이스크림과 닿는 순간 젤리가 평소보다 훨씬 쫄깃하고 단단해져서 껌을 씹는 듯한 탱글한 맛이 극대화되는 것입니다.
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형광색은 왜 일반 다른 색들에 비해 눈에 띄나여?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.형광펜이 색연필보다 유독 눈에 잘 띄는 이유는 빛을 반사하는 원리가 다르기 때문이예요. 색연필은 빛이 들어오면 자기 고유의 색만 반사하고 나머지는흡수합니다. 반면 형광펜은 펜속에 피라닌이나 로다민 같은 특수한 형광 염료 성분이 들어있는데요. 이 성분이 햇빛이나 전등 불빛 속에 섞여 있는 눈에 보이지 않는 자외선을 흡수하는 성질이 있습니다. 형광 염료는 이 자외선 에너지를 흡수한 뒤, 우리가 눈으로 볼 수 있는 가시광선으로 바꾸어 다시 밖으로 방출합니다. 즉, 일반 색연필은 원래 빛보다 줄어든 양의 빛을 반사하지만, 형광펜은 원래 반사해야 할 빛에다가 자외선에서 바뀐 빛까지 더해서 우리 눈에보들어오기 때문에 주변보다 더 많은 양의 빛을 스스로 내뿜는 것처럼 전달하기 때문에 조명을 켠 듯 유독 밝고 선명하게 느껴지는 것입니다.
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원자를알려드릴게요 ㅎㅎㅎㅎㅎㅎㅎㅎㅎ
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.무엇이 궁금하진거죠? 원자는 물질을 이루는 기본 입자로 (+) 전하를 띠는 원자핵과 (-) 전하를 띠는 전자로 나눌 수 있습니다. 원자핵은 다시 양성자와 중성자로 이루어졌구요~ 도움이 되셨나요?
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암모니아가 옷을 잘 찢어지게 하거나 바위나 다리 콘크리트 같은 걸 부식시키는 것을 보다 더 쉽게 한다는데 어째서 그렇나여?!
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.암모니아는 염기성을 띠는 물질이기 때문에 다른 물질을 손상시키는 주된 원인이 됩니다. 울이나 실크 같은 동물성 섬유는 단백질로 이루어져 있는데, 암모니아의 염기 성분이 단백질을 직접 녹여버립니다. 나일론이나 폴리에스터 같은 합성 섬유 역시 암모니아수와 만나면 분자 사슬이 잘려 나가는 가수분해 현상이 일어나 쉽게 찢어집니다.바위나 콘크리트의 경우, 암모니아가 내부의 광물이나 금속 성분과 강하게 반응하기 때문에, 콘크리트 내부에 스며든 암모니아는 콘크리트 구조를 푸석하게 만들 뿐만 아니라, 지탱하는 철근의 부식을 급격히 촉진하여 균열을 일으킵니다. 바위 역시 암모니아의 염기성 성분 때문에 표면의 광물이 녹아내리거나, 틈새에 새로운 화학 물질이 생성되어 부피가 커지면서 서서히 쩍쩍 갈라지고 부서지게 됩니다.
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어릴적에 장마는 기단의 형성으로 만들어진다고 배운 기억이 있는데 기억이 가물거리네요. 장마전선은 어떻게 형성되는 알려주세요~^^
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.장마전선은 성질이 다른 두 기단인 오호츠크해 기단과 북태평양 기단이 만나 팽팽하게 힘겨루기를 하며 만들어 지는 것입니다.두 기단은 모두 습도가 높지만 기온 차이가 커서 서로 쉽게 섞이지 못하고 거대한 경계선을 형성하는데, 이것을 정체전선 또는 장마전선이라고 부릅니다.이 전선 부근에서는 따뜻한 공기가 차가운 공기 위로 타고 올라가면서 강한 수증기 통로를 만들고, 이로 인해 거대한 비구름대가 형성되어 오랫동안 비가 내리게 되고 두 기단의 세력이 비슷해 전선이 남북으로 오르락내리락하며 한동안 머물다가, 한여름에 북태평양 기단이 완전히 승리해 전선을 북쪽으로 밀어내면 장마가 끝나고 무더위가 시작됩니다.
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마음에 쏙!
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