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답변 내역

소금물에 상한 달걀을 넣으면 왜 물위로 뜨는 건가요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.계란이 소금물에 뜨게 되는 이유는 계란의 호흡에 따른 수양화 현상으로 비중이 감소하기 때문입니다. 계란이 수양화 현상(퍼지는 현상)에 의해 수분이 증발해서 비중이 줄어들고, 부패가 시작되면 가스가 발생하면서 더 가벼워집니다.신선한 계란의 경우에는 비중이 높기 때문에 바로 가라앉겠지만 일정 시간이 지나서 신선도가 떨어진 계란이라면 소금물에서 뜨게 되는 것입니다. 소금물이 아닌 일반 물에서도 쉽게 뜨는 계란이라면 부패 정도가 심한 계란입니다.신선한 계란은 비중이 1.0784~1.0914인데 시간이 지날수록 매일 0.0017~0.0018씩 감소합니다. 이것은 난각(계란껍데기)의 기공을 통해 수분이 증발하기 때문으로 이로 인하여 계란의 뭉툭한 부분에 있는 기실의 크기가 커지면서 부력이 커지기 때문입니다.
학문 / 화학
23.07.27
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전고체 배터리는 이차전지 배터리 대비 어떤 장점이 있나요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.전기를 흐르게 하는 배터리 양극과 음극 사이의 전해질이 액체가 아닌 고체로 된 차세대 2차전지(충전해서 반영구적으로 사용하는 전지)이다. 현재 가장 많이 사용되는 2차전지인 리튬이온 배터리의 경우 액체 전해질로 에너지 효율이 좋지만, 수명이 상대적으로 짧고 전해질이 가연성 액체여서 고열에 폭발할 위험이 높다. 반면 전고체 배터리는 전해질이 고체이기 때문에 충격에 의한 누액 위험이 없고, 인화성 물질이 포함되지 않아 발화 가능성이 낮아 상대적으로 안전하다. 또 액체 전해질보다 에너지 밀도가 높으며 충전 시간도 리튬이온 배터리보다 짧다. 여기다 대용량이 구현이 가능해 완전 충전할 경우 전기차의 최대 주행거리를 800km로 늘릴 수 있다. 특히 전고체 배터리는 확장성이 높아 플렉서블(flexible) 배터리로 활용할 수 있어 리튬이온 배터리를 대체할 기술로 주목받고 있다. 그러나 고체 전해질의 경우 액체 전해질보다 전도성이 낮아 효율이 떨어진다는 문제가 있다. 또 2020년 5월 현재까지 전고체 배터리 양산에 성공한 기업은 없으며 배터리 규격 국제 표준화, 수명 예측 기술 개발 등이 필요해 상용화에는 시간이 걸릴 전망이다.출처:네이버지식백과
학문 / 화학
23.07.27
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알칼리 금속이라고 불리는 금속이 있나요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.알칼리 금속은 주기율표의 1족에 속하는 원소로 수소를 제외한 리튬(Li), 소듐(Na), 포타슘(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 프랑슘(Fr)의 6개 원소를 일컫는다.알칼리 금속은 대체로 은백색이고, 상대적으로 다른 금속들에 비해서 매우 무르며 밀도, 녹는점, 끓는점이 낮은 고체 금속들이다. 반응성이 매우 강해서 공기 중의 산소와 반응하여 산화물을 형성하고 그 과정에서 금속 광택을 잃는다.물과 반응하여 수소 발생 및 수산화물을 형성하여 강한 염기성을 보이는 것에서 알칼리 금속이라는 명칭이 유래하였다.여러 비금속 원소와 반응하며 특히 할로젠과 직접 반응하여 염(salt)을 형성한다. 수소와 반응해서는 수소화물을 형성한다.소듐과 포타슘은 바닷물 및 암염 등의 형태로 다량 존재하나 나머지는 쉽게 얻기 어려우며 특히 프랑슘은 수명이 짧은 방사성 원소로 극미량 존재한다.알칼리 금속은 이러한 염을 고온에서 용해 및 전기 분해 과정을 통해서 얻을 수 있다.알칼리 금속의 존재 유무는 불꽃 반응을 통해서 확인할 수 있다. 리튬은 진홍색, 소듐은 노란색, 포타슘은 옅은 보라색, 루비듐은 짙은 붉은색, 프랑슘은 청자색을 나타낸다.알칼리 금속은 원자가 전자가 1개이고, 전자 1개를 잃고 1가 양이온이 되기 쉽다.같은 주기에서 다른 족 원소들과 비교하면 상대적으로 원자 반지름은 큰 편이며, 이온화 에너지는 작으므로 산화되기 쉬운 성질을 가진다. 이러한 특성으로 인해서 알칼리 금속은 표준 환원 전위 값이 매우 큰 음의 값을 보인다.출처:네이버지식백과
학문 / 화학
23.07.26
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화면터치에서 손만 인식되는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.‘정전용량 방식(이하 정전식) 터치스크린’은 우리 몸에 있는 정전기를 이용하는 방식이다. 즉 액정 유리에 전기가 통하는 화합물을 코팅해서 전류가 계속 흐르도록 만들고, 화면에 손가락이 닿으면 액정 위를 흐르던 전자가 접촉 지점으로 끌려오게 된다. 그러면 터치스크린 모퉁이의 센서가 이를 감지해서 입력을 판별하게 된다.따라서 화면을 살짝 스치듯 만져도 터치 입력이 가능(감성적인 느낌 연출)하며, 멀티 터치(여러 접촉 부위를 동시에 인식)를 지원한다. 또한 유전체(전기가 통하는 화합물)가 코팅된 액정 유리를 사용했기 때문에 화질이 저하될 염려도 없다.출처:네이버지식백과
학문 / 전기·전자
23.07.26
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구리는 왜 공기중 산화하나요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.구리는 가장 널리 사용되고 있는 전도체다. 하지만 구리는 공기 중에 노출되면 쉽게 산화돼 붉은 갈색에서 청록색으로 바뀐다. 그래서 초정밀 소재 등의 전기회로에는 구리보다 전기전도성도 나쁘고 훨씬 더 비싼 금이 사용되고 있다. 최근 국내 연구팀이 구리를 단원자층 높이의 얇은 박막으로 만들면 산화하지 않는다는 것을 알아냈다.정세영 부산대 광메카트로닉스공학과 교수와 김영민 성균관대 에너지과학과 교수, 김성곤 미국 미시시피주립대 천체물리학과 교수 공동 연구팀은 두께가 4㎚, 거칠기가 0.2㎚에 불과한 세계에서 가장 얇고 매끈한 초평탄 단결정 구리박막을 만들었다. 그리고 이 구리 박막을 1년간 공기 중에 노출시킨 뒤, 고분해능 투과전자현미경을 사용해 관측했다. 그 결과 일반적으로 구리표면에서 관찰되는 자연 산화막은 물론, 원자 한층 수준의 산화도 관찰되지 않았다.연구팀은 표면 거칠기가 두 원자층 이상일 경우, 구리 내부로 산소 침투가 쉽게 진행되지만 완벽하게 평평한 면이거나 단원자층일 때는 산소가 침투하기 어려워 산화가 일어나지 않는다는 것을 확인했다. 이뿐만 아니라 초평탄 박막 표면에 있는 산소는 산소 자리의 50%가 차면 더 이상 다른 산소가 접근하지 못하도록 밀어내어 산화를 억제하는 기능도 있다는 것을 알아냈다.
학문 / 화학
23.07.26
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업사이클과 리사이클은 무슨 차이인가요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.업사이클이란 새활용이라도 부르며 폐기물이나 부산물과 같이 더 이상 쓸모가 없어져 버려진 물건을 다시 새로운 디자인으로 재해석해 환경적이면서도 예술적인 가치를 높이는 재활용 방식을 뜻하는데요. 여기에서 새활용이란 우리가 흔히 말하는 리사이클과 합성된 단어로, 물질이 지닌 재활용의 의미에서 조금 더 업그레이드된 개념이라고 생각하시면 되는데요. 이미 버려진 물건에 새로운 디자인을 입혀 다른 부분의 가치를 창조해 내는 제품을 뜻합니다.우리나라의 대표적인 업사이클 제품은 고장 난 우산을 모아 지갑을 만들고, 군사용 낙하산 천을 이용해 새로운 가방 디자인을 만드는 '큐플리프' 기업이 이러한 업사이클 제품을 판매해 나가고 있습니다.리사이클이란 단어 뜻 그대로 특정 물건을 다시 사용하는 것을 말하는데요. 원자재로 가공된 1차 생산품을 한번 사용하고 난 뒤 다시 이러한 가공 처리 과정을 거쳐 원래 가지고 있던 기능의 용도로 사용하거나, 아니면 아예 다른 의미를 지닌 용도로 활용할 수도 있습니다.리사이클과 분리배출은 엄연히 다른 개념을 가지고 있는데요. 분리배출은 단순히 우리가 일상생활 속에서 사용했던 쓰레기가 제대로 재활용될 수 있도록 구분하는 작업을 뜻하고, 리사이클은 그렇게 분리되어 버려진 재활용 쓰레기를 새로운 자원으로 사용하는 것을 말합니다.그리고 재활용은 쓰레기를 분리배출하는 것을 일컫기도 하지만, 재활용 과정을 거친 물건이 다시 자원으로 활용되어 재생 원료로 바뀐 뒤 다른 용도로 사용되는 것처럼 이러한 모든 과정과 범위를 더하여 포괄적인 내용을 담고 있는데요. 재활용이라는 단어 자체가 리사이클, 업사이클을 위한 전체의 과정을 포함하고 있는 이러한 행위 자체를 뜻하는 단어이기도 한 것입니다.
학문 / 화학
23.07.26
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온도에 따라 변하는 시온 잉크의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.'카멜레온 잉크(시온 잉크, 시온 안료, 측온 안료 등)'라고 하는데요.대부분 물질은 온도가 변해도 색이 변하지 않죠. 하지만 카멜레온 잉크에 사용된 사용된 화학물은 온도에 따라 모양과 전자의 밀도가 달라지는데, 이에 따라 흡수하는 빛의 파장도 달라집니다. 그래서 온도에 따라 색이 변하는 것이지요. 이런 잉크는 주로 변하기 쉬운 유기화합물을 이용해서 만든다고 합니다.
학문 / 화학
23.07.26
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금성의 자전주기는 왜이리 느린건가요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.수성의 자전주기는 58일, 금성의 자전주기는 243일로 알려져 있습니다.그러나 왜 수성과 금성의 자전주기가 이렇게 긴지 의문이 드실 수도 있습니다. 이는 각 행성의 내부적인 구조와 태양계의 형성 과정 때문입니다.우선 수성은 작고 밀도가 높은 행성으로, 자전하는 데 걸리는 시간이 상대적으로 짧습니다. 반면에 금성은 지금까지 알려진 가장 큰 규모의 혁신적인 행성으로, 내부 구조와 자력 등이 복잡하여 자전 주기가 오래 걸립니다.또한, 지구와 비교해 보면 수성과 금성은 태양과 가까워서 태양 중력의 영향을 받는 정도가 강합니다. 이로 인해 자전하는 데 걸리는 시간이 더 길어질 수 있습니다.따라서, 수성과 금성의 자전주기가 이렇게 긴 이유는 각각의 내부적인 구조와 태양 중력의 영향 때문이라고 할 수 있습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.07.25
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태양계 행성중 금성만 유일하게 자전을 시계방향으로 하는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.금성은 대부분의 행성들과는 반대로 자전을 한다. 즉, 지구의 북극에서 바라볼 때 시계방향으로 자전을 하는 것이다. 금성의 자전축은 적도 면에 대략 3° 기울어진 177°이다. 3°가 아닌 177°를 사용하는 것은 금성의 역회전을 포함하는 수치다.금성 이외 대부분의 행성에서는 태양이 동에서 떠서 서로 지지만, 금성에서는 서에서 떠서 동으로 진다. 금성의 자전이 왜 역방향인지는 알 수 없으나, 태양과 다른 행성들의 중력 섭동이 큰 영향을 준 것으로 추측되고 있다.태양과 행성들로부터 섭동을 받은 금성은 자전축이 크게 변하게 된다. 그리고 두꺼운 대기 또한 조석력에 의해 금성의 자전에 영향을 미치게 되고, 이를 시뮬레이션에 대입하면 현재와 같이 금성의 자전 속도는 느려지고 역회전을 하게 된다.이런 최종적인 결과의 과정은 두 가지로 추측된다. 한 가지는 자전축이 180°로 뒤집혀 역회전을 하는 것이고, 다른 하나는 기울기의 변화 없이 자전 속도가 느려지고 결국 조석에 의하여 느린 역회전을 하게 된 것이다.출처:네이버지식백과
학문 / 지구과학·천문우주
23.07.25
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빛의 반사와 굴절의 차이는 무엇인가요?
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.빛의 반사는 광원에서 나와 직진하는 빛이 불투명한 물체의 표면에서 튕겨나가는 현상입니다. 이 성질로 반사된 빛이 우리 눈에 들어와서우리가 물체를 볼 수 있는 것이에요. 반사에는 법칙이 있는데 반사의 법칙은 입사각의 크기와 반사각의 크기는 항상 같다 입니다.굴절은 빛이 나아가다가 진행하는 물질의 성질이 달라지면 (물질의 성질은 고체, 액체, 기체를 가리킵니다.) 이동 속도가 달라지게 됩니다. 성질이 다른 물질을 만나는 면에서 이동 속도가 달라 꺾이게 되는데 이 꺽이는 현상을 굴절이라고 합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.07.25
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