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답변 내역

얼음에 소금을 뿌리고 그 위에 음료수를 놓으면 왜 더 빨리 시원해지는 건가요?
안녕하세요. 바다가 추운 겨울에 잘 얼지 않는 이유도 일부 동일합니다. 설명을 위해 어는점 내림을 설명해야 합니다. 물이 고체 상태에서 액체 상태로 변하지 않고 유지되는 최대 온도를 어는점이라 합니다. 소금과 같은 용질이 얼음에 추가되면, 물 분자 사이의 결합을 방해하여 얼음이 녹는 점, 즉 어는점을 낮춥니다. 이는 물 분자가 얼음 결정을 형성하는 데 필요한 구조적 배열을 방해하기 때문입니다. 이 원리는 소금을 이용해 급속 냉각을 필요로 하는 상황에서 매우 유용하게 사용됩니다. 예를 들어, 얼음과 소금의 혼합물은 아이스크림을 만들 때 기계 외부의 얼음 욕조에 소금을 넣어 아이스크림 혼합물을 빠르게 얼리는 데 사용됩니다. 비슷한 방식으로, 얼음과 소금을 함께 사용하면 음료수를 빠르게 식힐 수 있습니다.
학문 / 화학
24.07.15
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전자담배랑 액상담배는 어떤 차이인가요?
안녕하세요. 전자담배는 주로 배터리로 작동되는 기기로, 액상을 가열하여 사용자가 증기를 흡입할 수 있게 합니다. 사용자가 기기를 작동시키면, 배터리가 코일을 가열하고 코일은 탱크 안의 액상을 증발시켜 사용자가 흡입할 수 있는 증기를 생성합니다. 액상담배는 전자담배와 유사하게 액상을 사용하지만, 주로 특정 브랜드의 폐쇄형 시스템( 팟 또는 카트리지)에서 사용됩니다. 액상담배는 사용이 간편하며, 카트리지를 교체하기만 하면 되기 때문에 유지 관리가 쉽습니다.
학문 / 화학
24.07.15
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리튬이온과 리튬폴리머의 차이점과 장.단점이 궁금합니다.
안녕하세요. 리튬이온 배터리는 액체 전해질을 사용하며, 일반적으로 실린더 형태 또는 각형으로 제조됩니다. 높은 에너지 밀도를 가지고 있어 오래 지속되는 전력을 제공합니다. 빠르고 효율적인 충전이 가능합니다. 널리 표준화되어 있어 대량 생산이 용이하며 다양한 장치와 호환됩니다. 단점은 과충전이나 손상 시 열이나 화재 위험이 있습니다. 잦은 부분 충전은 배터리 수명에 영향을 줄 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 사용하지 않아도 자연적 방전이 됩니다. 리튬폴리머 배터리는 고체 또는 젤 형태의 폴리머 전해질을 사용하며, 유연한 포장이 가능합니다. 얇고 가벼우며 다양한 모양과 크기로 제작할 수 있어 설계 유연성이 뛰어납니다. 리튬이온 배터리보다 안전성이 높아, 파손 시 화재나 폴발의 위험이 적습니다. 고체 또는 반고체 전해질 사용으로 인해 누액 위험이 적습니다. 단점은 리튬이온에 비해 제조 비용이 높을 수 있고, 리튬 배터리보다 낮은 에너지 밀도를 가질 수 있어 동일한 크기에서 더 낮은 용량을 제공할 수 있습니다. 충전 주기 수명이 리튬이온 배터리보다 짧을 수 있습니다.
학문 / 화학
24.07.15
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헬륨가스를 마시면 왜 목소리가 변할까요?
안녕하세요. 헬륨은 공기보다 훨씬 가벼운 기체입니다. 공기의 주요 구성 요소인 질소와 산소보다 훨씬 가볍습니다. 헬륨을 흡입했을때 기도와 성대 주변의 공기가 공기보다 가벼운 헬륨으로 가득 차게 됩니다. 성대에서 진동하는 공기의 밀도가 그만큼 줄어들어서 목소리가 변하게 됩니다. 또 음속은 매질의 밀도와 탄성에 영향을 받게 되는데, 성대를 통해 발생한 소리가 헬륨을 통과하는 소리의 속도는 일반 공기를 통과하는 소리의 속도보다 빠르기 때문에 평소와 다른 소리가 납니다.
학문 / 화학
24.07.15
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고2 물리1 1학기에서 할 수 있는 실험 뭐가 있을까요?
안녕하세요. 제가 기억하는 고등학교 2학년 물리1 과정에서는 보통 역학, 열, 파동 등의 기본적인 물리 개념을 다루었던 것으로 기억합니다. 집에서 할 수 있는 실험으로 가정하여 몇 가지 제안하겠습니다. 등가속도 운동을 이해하고 가속도를 측정하는 직선 운동과 가속도 실험이 있습니다. 방법은 공을 높은 곳에서 떨어뜨리고 이를 스마트 폰 등을 통해 촬영합니다. 동영상을 분석하여 공의 위치가 시간에 따라 어떻게 변하는지를 기록하고 자와 정지 시계를 이용해 떨어지는 시간과 거리를 측정하여 가속도를 계산합니다. 떨어지는 높이가 높을 수록 좋은 실험 데이터가 축적됩니다. 서로 다른 재료의 열전도율을 비교하는 열전도 실험이 있습니다. 다른 성분의 각 스푼들의 한쪽 끝을 뜨거운 물에 담그고, 다른 쪽 끝의 온도 변화를 온도계로 측정합니다. 각각의 금속이 열을 얼마나 빨리 전달하는지 비교합니다.
학문 / 물리
24.07.15
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왜 숫자 “1”을 생략하거나 생략해서 부를까요?
안녕하세요. 숫자 1을 생략하는 것은 수학적 표현에서의 간결성과 명확성을 위한 관례입니다. 이는 수학적 표현을 보다 간단하고 명확하게 만들어주는 역할을 합니다. 수학에서는 표현을 가능한 간결하게 유지하는 것이 중요합니다. 숫자 1은 곱셈에서 항등원(identity element)으로, 어떤 수에 1을 곱해도 그 수 자체가 됩니다. 따라서 1을 곱하는 것은 계산에 영향을 미치지 않기 때문에, 이를 간단히 표현하기 위해 종종 생략됩니다. 또, 표현의 명확성을 높이기 위해서도 숫자 1을 생략하는 이유가 됩니다. 예컨데, 1x 대신 x 만 쓰면, 이 변수가 다른 수나 계수에 의해 변형되지 않고 원래의 형태 그대로임이 분명해집니다. 이는 수학적 문장이나 방정식에서 변수의 역할과 중요성을 강조하는 데 도움이 됩니다.
학문 / 물리
24.07.15
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블랙홀이 에너지를 방출한다고 하는데..
안녕하세요. 결론부터 말씀드리면 블랙홀의 에너지 방출은 모순이 아닙니다. 양자역학과 일반 상대성 이론의 흥미로운 결합을 보여주는 예 입니다. 블랙홀이 에너지를 방출하는 것은 주로 호킹 복사(Hawking radiation)라고 불리는 현상을 통해 이루어집니다. 1974년, 스티븐 호킹은 이론적으로 블랙홀이 방출하는 복사를 예측했습니다. 이 현상은 양자역학적 효과에 기반을 두고 있습니다. 흔히 사건의 지평선이라 부르는 곳에서 발생합니다. 양자역학에 따르면, 진공 상태에서도 일시적으로 입자와 반입자의 쌍이 생성되었다가 서로 상쇄되어 사라지는 현상이 일어납니다. 이러한 입자 쌍은 블랙홀 근처에서도 발생할 수 있습니다. 블랙홀 근처에서 생성된 입자 쌍 중 하나가 블랙홀에 흡수될 수 있고, 다른 하나는 흡수되지 않고 우주로 탈출할 수 있습니다. 탈출한 입자는 블랙홀로부터의 에너지 방출로 간주되며, 이로 인해 블랙홀의 질량은 점차 감소할 수 있습니다. 이론적으로 이 과정이 계속되면 블랙홀은 완전히 증발할 수도 있습니다. 블랙홀이 물질을 흡수하는 것은 맞지만, 호킹 복사는 양자역학의 특수한 경우로서 블랙홀이 에너지를 방출할 수 있는 유일한 방법 중 하나를 제공합니다. 이 현상은 일반적인 물리 법칙과는 달리 특수한 조건에서 발생합니다. 따라서 블랙홀이 에너지를 방출한다는 것은 모순이 아니며, 양자역학과 일반 상대성 이론의 흥미로운 결합을 보여줍니다.
학문 / 물리
24.07.15
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물은 0도씨에 어는데 바닷물은 왜 얼지 않는 걸까요?
안녕하세요. 바닷물이 물보다 낮은 온도에서도 얼지 않는 이유는 바닷물에 녹아있는 소금 때문입니다. 추가 설명을 위해서 어는점 내림에 대해 다루겠습니다. 어는점 내림은 용매에 용질이 녹아 있을때-바닷물 기준 소금 및 다양한 미네랄-, 그 용액의 어는점이 순수한 용매의 어는점보다 낮아지는 현상입니다. 용질 입자들이 물 분자 사이에 들어가 얼음 결정을 형성하는 데 방해를 주어, 결정이 형성되기 위해 필요한 온도가 더 낮아집니다. 평균적으로 바닷물은 약 3.5%의 소금을 포함하고 있습니다. 이 소금의 존재는 바닷물의 어는점을 대략 -2도씨 정도로 낮춥니다.
학문 / 물리
24.07.15
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전투기 훈련할때 최대 20g까지 겪게 된다고 하는데요. 20g가 얼마나 큰건가요??
안녕하세요. 20g라는 표현은 중력 가속도 20배를 경험한다는 것을 의미하는 것이 맞습니다. 일반적으로 g는 지구의 중력 가속도를 나타내며, 약 9.8 m/s² 입니다. 20g라는 것은 20 × 9.8 m/s² = 196 m/s² 로, 이는 우리 몸이 평상시보다 20배 더 큰 힘을 느끼는 상황을 의미합니다. 70kg의 사람으로 예를 들어 본다면, 20g를 경험하게 되면, 실제로는 1400kg의 힘을 견뎌야 합니다. 이는 마치 1400kg의 무게가 그 사람의 몸에 누르는 것과 같은 효과를 낳습니다.
학문 / 물리
24.07.15
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비가 올때 보면, 항상 지렁이는 왜 꾸물꾸물 지면으로 올라오는건가요?
안녕하세요. 일부 연구에서는 지렁이가 비가 올 때 지면으로 올라오는 것이 번식을 위한 행동일 수 있다고 제안합니다. 지면에서 다른 지렁이를 만나 교미할 기회가 더 많아지기 때문입니다. 비가 오면 토양의 많은 공간이 물로 채워지면서 지렁이들이 호흡하기 어려워집니다. 지렁이는 피부 호흡을 하는데, 토양 내 산소가 부족하면 지렁이들은 더 많은 산소를 찾아 지면 위로 올라옵니다. 지렁이가 지면으로 올라오는 것은 자연스러운 본능일 수 있으며, 이는 수세기에 걸쳐 진화한 생존 전략의 일부일 수 있습니다. 토양 내 환경이 급격히 변할 때 안전하거나 더 적합한 환경을 찾는 본능적인 행동입니다.
학문 / 생물·생명
24.07.15
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