Doctor of Public Health 전상훈입니다
화학
Q. 화학반응식에서 반응속도를 이용해서 반응시간 구하는법
안녕하세요. 앞에 선행된 질문에서 실험적 데이터를 기반으로 설명을 드렸는데, 이번 질문에서는 식 위주로 설명드려보겠습니다. 화학반응 속도를 이용하여 반응 시간을 구하는 방법은 반응 속도식(Rate Law)을 이해하고, 그에 따라 계산을 해야합니다. 주어진 짧은 상황 BSA와 뷰렛 시약을 예로 설명해보겠습니다. 일반적으로 반응 속도식은 다음과 같은 형태를 가집니다(이 부분은 지난 질문에서 자세히 써놓았기에 수식 언급으로 설명을 갈음하겠습니다) : Rate = k[A]ᵐ[B]ⁿ 일차 반응일 때와 같이 반응 차수가 1인 경우 반응 시간은 다음과 같은 식을 통해 구할 수 있습니다(반응이 특정 양만큼 진행되는 시간) : ln([A]ₜ / [A]₀) = kt 여기서 [A]₀는 초기 농도, [A]ₜ는 시간 t에서의 농도, k는 반응 속도 상수, t는 반응 시간을 말합니다. 위의 식을 변형하여 반응 시간을 구할 수 있습니다 : t = (1 / k) ln([A]₀ / [A]ₜ) 이 식은 특정 시간 동안 농도 변화와 반응 속도 상수를 이용하여 반응 시간을 계산하는 데 사용됩니다. 이해를 돕기 위해 상황을 가정하겠습니다. BSA와 뷰렛 시약의 반응에서 초기 농도가 1M이고, 특정 시간 후의 농도가 0.5M로 감소했다고 가정합니다. 반응 속도 상수 k가 0.1 s⁻¹ 이라고 할때, 반응 시간을 계산합니다. t = (1 / 0.1) ln(1 / 0.5) t = 10 ln(2) t ≈ 10 × 0.693 t ≈ 6.93 s 단순화된 예를 통해 계산한 것이며, 실제 실험에서는 보다 정확한 데이터를 이용해서 계산을 해야 합니다.
물리
Q. 제주도 도깨비 도로같이 착시현상은 왜 생기는건가요?
안녕하세요. 도깨비 도로에서 차량이 오르막길을 올라가는 것처럼 보이는 이유는 주변 지형과 도로의 경사 사이의 시각적 불일치 때문입니다. 인간의 시각 시스템은 지형과 경사의 관계를 인식할 때 지평선(Horizon)을 중요한 기준점으로 삼습니다. 하지만 도깨비 도로에서는 주변 지형의 특이한 배열로 인해 지평선을 정확히 인식하지 못하게 됩니다. 이러한 왜곡된 지형적 배경은 실제로 내리막길인 도로를 오르막길로 착각하게 만듭니다. 중력은 물체가 아래로 향하게 만드는 힘으로, 우리의 일상 경험에서 직관적으로 인식됩니다. 그러나 도깨비 도로에서는 시각적 단서가 중력의 방향을 잘못 해석하게 만듭니다. 즉, 도로의 경사와 주변 환경이 중력의 방향과 일치하지 않아서 차량이 오르막길을 올라가는 것처럼 보이지만 실제로는 내리막길을 따라 내려가고 있는 것입니다. 도깨비 도로와 같은 경우는 전 세계적으로 다양한 장소에서 발견됩니다. 이를 '중력 언덕(Gravity Hill)' 또는 '자기 언덕(Magnetic Hill)'이라고도 합니다. 이러한 현상은 모두 같은 원리에 기반하고 있으며, 시각적 인식과 실제 물리적 현실 간의 차이로 인해 발생합니다.
화학
Q. 반응속도식과 속도상수,반응차수 구하기
안녕하세요. 반응 속도식, 속도 상수, 반응 차수를 구하기 위해서는 실험적으로 측정된 데이터가 필요합니다. 주어진 정보만으로는 정확한 계산을 하는데 제한이 있지만, 가정된 데이터 등을 설정하여 일반적인 접근의 형태로 설명을 드리겠습니다. BSA(Bovine Serum Albumin) 1mg에 15cc의 증류수를 넣은 후, 이 용액의 1mg/ml에 증류수 799µL를 섞음. 뷰렛 시약 100µL를 첨가. 의 조건으로 시작해보겠습니다. 반응속도식(Rate Law)은 반응물의 농도에 따른 반응 속도를 나타냅니다. 일반적으로 반응 속도 식은 : Rate = k[A]ᵐ[B]ⁿ 여기서 Rate는 반응 속도, k는 반응 속도 상수(Rate Constant), [A]와[B]는 반응물 A와 B의 농도, m과 n은 각각 반응물 A와 B의 반응 차수 입니다. 반응 차수는 각 반응물 농도의 변화가 반응 속도에 미치는 영향을 나타냅니다. 예를 들어, 반응물 A의 농도가 두 배가 될 때 반응 속도가 네 배가 된다면, 반응물 A의 반응 차수는 2 입니다. 실험 데이터를 통해 반응 차수를 결정할 수 있습니다. 가정된 데이터를 사용하여 반응 차수를 결정하는 방법을 설명드립니다.[A](M) [B](M) Rate (M/s) 0.1 0.2 0.05 0.2 0.2 0.10 0.1 0.4 0.10*표를 구현할 수 없어 이렇게 적는 점 양해바랍니다. 위의 데이터를 통해 반응 차수를 결정한다면, [A]의 농도를 두 배로 증가시켰을 때, 반응 속도가 0.05 M/s에서 0.10 M/s로 두 배 증가하였습니다. 따라서 반응물 A의 반응 차수 m은 1입니다. 그리고 [B]의 농도를 두 배로 증가시켰을 때, 반응 속도가 0.05 M/s에서 0.10 M/s로 두 배 증가하였습니다. 따라서 반응물 B의 반응 차수 n은 1입니다. 따라서, 반응 차수 m = 1, n = 1. 반응 속도식은 : Rate = k[A][B] 여기서 속도 상수 k는 실험 데이터를 통해 구할 수 있습니다. 0.05 = k(0.1)(0.2) k = 0.05 / 0.02 = 2.5 M⁻¹ s⁻¹ 주어진 실험 조건에서 이런 접근을 통해 반응 속도식과 관련된 값을 도출 할 수 있습니다. 정확한 계산을 위해서는 더 많은 실험 데이터를 기반으로 분석해야 합니다.
생물·생명
Q. 글램핑장에서 나온 벌레인데 이름이뭔가요?
안녕하세요. 사진이 블러해서 정확한 특징을 파악하는데 제한이 있지만, 팥바구미로 추측됩니다. 팥바구미는 주로 저장된 곡물에서 발생하는 해충입니다. 사람을 물지는 않으니 염려안하셔도 될 것 같습니다. 몸통이 둥글고 작으며, 일반적으로 검정색이나 갈색을 띱니다. 날개는 몸통을 덮고 있으며, 날개를 펼치면 둥근 몸통이 드러납니다.
생물·생명
Q. DNA와RNA는 무엇인가요? 차이점은
안녕하세요. DNA(Deoxyribonucleic Acid)는 이중 나선 구조를 가지며, 각 사슬인 인산(Phosphate)과 당(Deocyribose)이 반복적으로 연결된 골격을 가지고 있습니다. 이중 나선의 내부에는 염기(Base)가 결합하여 유전 정보를 저장합니다. DNA의 염기는 아데닌(A), 티민(T), 구아닌(G), 시토신(C) 네 종류로 구성되어 있습니다. DNA는 세포의 핵 내에 주로 존재하며, 유전 정보를 저장하고 이를 복제하는 기능을 합니다. 유전자의 형태로 저장된 DNA는 단백질 합성을 지시하며, 이는 생명체의 발달과 기능을 조절합니다. RNA(Ribonucleic Acid)는 단일 가닥의 구조를 가지며, 인산과 리보스 당(Ribose)으로 이루어진 골격을 가지고 있습니다. RNA의 염기는 아데닌(A), 우라실(U), 구아닌(G), 시토신(C) 네 종류로 구성되어 있습니다. RNA는 DNA의 정보를 바탕으로 단백질 합성에 중요한 역할을 합니다. RNA의 주요 종류로는 메신저 RNA(mRNA), 리보솜 RNA(rRNA), 전이 RNA(tRNA) 등이 있으며, 각각 단백질 합성 과정에서 다양한 역할을 수행합니다.