Q. 질량보존의 법칙을 무시하면 어떻게되나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.닫힌 계의 질량은 상태 변화에 관계없이 변하지 않고 같은 값을 유지한다는 법칙이다. 물질은 갑자기 생기거나, 없어지지 않고 그 형태만 변하여 존재한다는 뜻을 담고 있다.[1] 매우 단순하고 당연한 말 같지만 수많은 과학 이론들의 받침이 되는 아주 근본적이면서도 중요한 위치에 있는 법칙이다. 닫힌 계에서의 화학 반응에서는 (반응물의 총 질량) = (생성물의 총 질량) 이란 수식을 만족하는데, 변화가 일어나기 전 물질의 총 질량과 변화가 일어난 후 원자의 배열은 바뀌지만 물질의 총 질량은 서로 같다. 즉 물체가 고체, 액체, 기체 중 어떤 상태가 되어도 본래 그 물체가 가지고 있던 질량은 변하지 않는다는 것. 화학에서는 정량분석(定量分析)의 기본이 되는 중요한 법칙이다. 중3 과학 시간에 중요하게 다뤄지는 법칙.[2]알베르트 아인슈타인의 상대성 이론 등장 후 에너지 보존의 법칙과 통합되어 명칭이 '질량-에너지 합의 보존 법칙'으로 바뀌었다. 그러나 질량과 에너지의 상호전환은 '일상적인 스케일'의 변화에선 완전히 의미가 없을 정도로 적은 양이기 때문에[3] 일반적인 화학반응에는 평범한 질량보존의 법칙이 성립하며 상대론을 고려할 경우에도 에너지 보존 법칙은 성립한다. 즉, 일반적인 화학 반응에서 물질의 에너지가 증가해도 그 질량변화 정도는 굉장히 작아서 관측할 수 없는 정도다. 빅뱅 우주론 같은 우주의 기원을 설명할 때 필수적으로 들어가는 법칙이기도 하다.
Q. 전압에 관련하여 궁금한게 있는데요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.해외여행을 갈 때 반드시 확인해야 하는 것 중 하나가 그 나라의 정격전압이다. 미국·일본·대만 등은 정격전압 100∼120V 전기 시스템을 사용하지만, 한국·유럽·중국 등은 정격 전압 200∼250V 전기 시스템을 채택하고 있다. 이 같은 국가별 정격 전압의 차이는 전기 사용의 역사와 관련이 깊다는 게 전문가들의 설명이다. 美·日·대만 110V와 韓·中·유럽 220V20일 한전과 전력업계 등에 따르면 110V의 전압의 사용은 미국에서 시작됐다. 토마스 에디슨이 1879년 탄소 필라멘트를 이용한 백열등 전구를 발명했지만 220V 전압을 버틸 수 없었다. 에디슨의 라이벌이었던 니콜라 테슬라가 220V의 안전성을 입증했음에도 백열등을 이용하지 못하자 미국에서는 정격전압 110V 전기가 표준이 됐다. 하지만 1899년 독일의 베를린전기회사(BEW)는 새로 개발된 금속 필라멘트 전구가 높은 전압에도 잘 견딘다는 점을 이용하여 220V 전기 시스템을 도입했다. 세계 각국은 미국이나 독일 중 한 나라에서 전기 시스템을 도입할 수밖에 없었고, 그에 따라 나라마다 정격전압이 제각각이 됐다. 1906년 국제전기기술위원회(IEC) 설립 이후, 전기 규격을 통일하려는 시도가 없었던 것은 아니지만 제1차, 제2차 세계대전의 발발로 인해 해당 시도는 무산됐다. 일부 유럽국가들도 미국과 마찬가지로 110V 전력을 채택한 적이 있지만 1950∼60년대에 220V 전기로 승압사업을 하여, 마침내 유럽은 전기 시스템이 통일됐다 반면 미국·일본·대만 등은 막대한 비용 때문에 승압사업을 추진하지 못했다. 전기 선로를 교체해야 하는 것은 물론이고, 가정의 전기·전자제품까지 모두 바꿔야 했기 때문이다.