안녕하세요. 김철승 전문가입니다.
화학
Q. 몰농도를 퍼센트농도로 바꾸기 위해서 어떻게 해야하나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.몰농도를 퍼센트농도로 변환하려면 다음 세 단계를 거쳐야 합니다.먼저 용액의 밀도를 알아야 합니다. 밀도는 용액의 질량을 부피로 나눈 값이며, 일반적으로 g/mL 또는 g/L 단위로 표시됩니다. 밀도 값은 용액의 성분과 온도에 따라 달라지므로, 정확한 값을 사용해야 합니다. 밀도 정보는 다음과 같은 방법으로 얻을 수 있습니다.물과 같은 일반적인 용액의 경우, 온도에 따른 표준 밀도 값을 찾아 사용할 수 있습니다.밀도계를 사용하여 용액의 밀도를 직접 측정할 수 있습니다.용액 제조업체에서 제공하는 밀도 정보를 사용할 수 있습니다.다음으로 용질의 몰 질량을 계산해야 합니다. 몰 질량은 화학식을 이용하여 계산할 수 있으며, 단위는 g/mol입니다. 몰 질량 계산 방법은 다음과 같습니다.화학식에서 각 원자의 원자량을 더합니다.더한 값에 1을 곱합니다.마지막으로 다음 공식을 사용하여 퍼센트농도를 계산합니다.퍼센트농도 = (용질의 질량 / 용액의 질량) x 100%용질의 질량 = 몰농도 x 용액의 부피 x 용질의 몰 질량용액의 질량 = 용액의 부피 x 밀도따라서 위 공식을 다음과 같이 변형하여 퍼센트농도를 계산할 수 있습니다.퍼센트농도 = (몰농도 x 용액의 몰 질량 x 100%) / 밀도퍼센트농도를 몰농도로 변환하려면 다음 세 단계를 거쳐야 합니다.먼저 퍼센트농도 변환에서와 동일하게 용액의 밀도를 알아야 합니다.다음으로 다음 공식을 사용하여 용질의 질량을 계산합니다.용질의 질량 = (퍼센트농도 x 용액의 질량) / 100%마지막으로 다음 공식을 사용하여 몰농도를 계산합니다.몰농도 = 용질의 질량 / (용액의 부피 x 용질의 몰 질량)다음은 1M NaCl 용액의 퍼센트농도를 계산하는 예시입니다.25℃에서 NaCl 용액의 밀도는 1.024 g/mL입니다.NaCl의 몰 질량은 22.99 + 35.45 = 58.44 g/mol입니다.퍼센트농도 계산퍼센트농도 = (1 mol/L x 58.44 g/mol x 100%) / 1.024 g/mL= 5.844%따라서 1M NaCl 용액의 퍼센트농도는 5.844%입니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학
Q. 겨울에 유독 냄새가 많이나던데 과학적 원리가 있을까요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.겨울철에 유독 하수구 냄새가 심하게 느껴지는 이유는 다음과 같은 과학적 원리가 있습니다.겨울철에는 기온이 낮아지면서 하수구 내부의 온도도감소합니다. 하수구 내부의 온도가 낮아지면 하수 처리에 필요한 미생물의 활동이 저하됩니다. 미생물 활동 저하로 인해 하수 분해 속도가 느려지고 악취를 발생시키는 유기물이 쌓이게 됩니다.겨울철에는 고기압의 영향으로 대기가 안정되어 공기순환이 저하됩니다. 공기 순환이 저하되면 하수구에서 발생하는 악취가 외부로 배출되지 못하고 주변 환경에 머무르게 됩니다.겨울철에는 습도가 낮아지면서 하수구 내부의 수분 증발 속도가 증가합니다. 하수 내부의 수분 증발 속도가 증가하면 하수가 농축되고 악취를 발생시키는 유기물의 농도가 높아집니다.하수관 설계 및 관리 상태가 좋지 않은 경우 하수 누수나 막힘 현상이 발생할 수 있습니다. 하수 누수나 막힘 현상이 발생하면 하수가 정상적으로 처리되지 못하고 악취가 발생하게 됩니다.집 주변에 하수처리장이나 하수관이 있는 경우 겨울철에는악취가 더욱 심하게 느껴질 수 있습니다. 주변 환경에 낙엽이나 쓰레기가 쌓여 있는 경우 악취 발생 원인이 될 수 있습니다.다음과 같은 방법을 시도해 볼 수 있습니다.하수구 트랩에는 악취를 차단하는 역할을 하는 물이 고여 있습니다. 시간이 지나면서 트랩 내부에 찌꺼기가 쌓여 악취 발생 원인이 될 수 있습니다. 정기적으로 트랩을 청소하여 악취를 예방해야 합니다.배수구에도 찌꺼기가 쌓여 악취를 발생시킬 수 있습니다. 배수구 청소제를 사용하거나 뜨거운 물을 붓는 등의 방법으로 배수구를 청소하여 악취를 예방할 수 있습니다.창문을 열거나 환풍기를 사용하여 실내 환기를 시키면 악취를제거하는 데 도움이 됩니다.위의 방법으로도 악취가 해결되지 않거나 하수 누수나 막힘 현상이 의심되는 경우 전문 업체를 방문하여 진단 및 시공을 받아야 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학공학
Q. 하버 보슈법으로 어떻게 암모니아를 만드나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.하버-보슈법은 질소와 수소를 이용하여 대량의 암모니아를 생산하는 혁신적인 기술입니다. 20세기 초 독일 화학자 프리츠 하버와 카를 보슈가 개발한 이 기술은 현대 농업의 발전에 핵심적인 역할을 했습니다.하버-보슈법 이전20세기 초까지 인류는 식량 생산을 위해 자연적인 질소 공급에 의존했습니다. 콩과 식물과 같은 질소 고정 작물은 뿌리에 사는 박테리아와 공생하여 대기 질소를 고정하여 토양에 공급했습니다. 이러한 방법으로는 인구 증가에 따른 식량 수요를 충족하기 어려웠습니다.하버-보슈법은 고온 고압 조건에서 철 촉매를 사용하여 질소와 수소를 암모니아로 합성하는 기술입니다.반응식: N₂ + 3H₂ → 2NH₃반응 조건:온도: 400~500℃압력: 150~250 기압촉매: 철 촉매하버-보슈법의 영향하버-보슈법은 암모니아 생산량을 획기적으로 증가시켜 인공 비료 생산을 가능하게 했습니다. 인공 비료는 식량 생산량을 크게 증가시켜 전 세계 인구 증가를 지지하는 데 중요한 역할을 했습니다.하버-보슈법은 높은 에너지 소비와 환경 오염 문제점을 가지고 있습니다.높은 에너지 소비: 하버-보슈법은 고온 고압 조건에서 진행되는 반응이기 때문에 많은 에너지를 소비합니다.환경 오염: 하버-보슈법은 반응 과정에서 일산화탄소와 질소산화물을 배출하여 환경 오염을 유발합니다.하버-보슈법의 에너지 소비와 환경 오염 문제점을 해결하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있습니다.에너지 효율 개선: 새로운 촉매 개발, 반응 조건 최적화 등을 통해 에너지 효율을 개선하는 연구가 진행되고 있습니다.환경 오염 저감: 폐기물 재활용, 탄소 포집 및 저장 기술 등을 통해 환경 오염을 저감하는 연구가 진행되고 있습니다.하버-보슈법은 현대 농업에 필수적인 기술이며 앞으로도 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다. 하지만 에너지 소비와 환경 오염 문제점을 해결하기 위한 노력이 지속되어야 할 것입니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
전기·전자
Q. 전기가 통하면 빛을 내는 물체들을 뭐라고 부르나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.초등학교 과학 시간에 샤프심이나 구리선 같은 물질 양쪽에 배터리의 +와 -극을 꽂으면 빛이 나는 실험을 했던 기억이 있죠? 이렇게 전기가 통하면 빛이 나는 물체들을 발광체라고 부릅니다.발광체는 크게 두 종류로 나눌 수 있습니다.열 발광체: 높은 온도에 가열되면 빛을 내는 물체입니다. 텅스텐 필라멘트가 사용되는 백열등이 대표적인 예입니다.냉광체: 열에너지 없이 전기 에너지, 화학 에너지, 생체 에너지 등을 이용하여 빛을 내는 물체입니다. 형광등, LED, 반딧불이 등이 냉광체에 속합니다.열 발광: 높은 온도에 가열되면 물체 내부의 전자가 들뜬 상태로 이동합니다. 이 전자가 다시 바닥 상태로 돌아오면서 빛 에너지가 방출됩니다.냉광체:형광: 빛 에너지를 흡수하여 들뜬 상태로 이동한 전자가 다시 바닥 상태로 돌아오면서 빛 에너지를 방출합니다.LED: 전류가 흐르면 전자와 정공이 재결합되어 빛 에너지를 방출합니다.반딧불: 생체 내의 화학 반응을 통해 빛 에너지를 방출합니다.발광체는 다양한 분야에서 활용됩니다.조명: 백열등, 형광등, LED 등표시: LED 디스플레이, LCD 디스플레이통신: 광섬유 통신의료: 진단, 치료과학: 분석, 측정답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
지구과학·천문우주
Q. 빛은 질량이 0인데 왜 블랙홀 방향으로 휘어지나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.빛은 질량이 0임에도 불구하고 블랙홀 방향으로 휘어지는 이유는 중력이 공간 자체를 휘어지게 하기 때문입니다.블랙홀 주변의 강력한 중력은 공간을 휘어지게 하고, 이 휘어진 공간 속에서 빛은 휘어진 경로를 따라 이동하게 됩니다. 이는 마치 탄력이 있는 매트 위에 무거운 물체를 올려놓았을 때 매트가 휘어지고 그 위에 놓인 공이 굴러가는 것과 비슷한 현상입니다.빛은 직선으로 이동하는 것으로 알려져 있지만, 공간 자체가 휘어지면 빛의 경로도 휘어지게 됩니다. 이는 일반 상대성 이론으로 설명될 수 있으며, 블랙홀 주변에서 빛이 휘어지는 현상은 이 이론의 중요한 예측 중 하나입니다.따라서 빛은 질량이 없지만, 공간 곡률의 영향을 받아 블랙홀 방향으로 휘어지는 것으로 볼 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.