안녕하세요? 김석진 전문가입니다.
화학공학
Q. 납은 물건을 만들때 어떤 점에서 유용한 것인가요?
납은 공산품 제조에 유용한 소재 중 하나입니다. 납은 소프트 소재로 가공하기 쉬우며, 높은 녹는 점과 내식성을 가지고 있어 고온에서도 안정적으로 사용할 수 있습니다. 또한 산화되더라도 표면에 산화막을 형성하여 내식성을 보유하고 있어서 환경 조건에 따른 부식이나 부식에 대해 상대적으로 내구성이 뛰어납니다.납은 소프트한 특성을 가지고 있어 가공이 쉽고, 다른 금속과의 합금화가 용이합니다. 따라서 전기용접, 솔더링, 밀링, 눌러 만들기 등 다양한 가공 공정에 사용됩니다.그러나, 납은 인체에 해로운 물질로 알려져 있습니다. 따라서 음식용품이나 일상생활용품 등과 같이 직접적으로 인체와 접촉하는 제품에는 납이 포함되어서는 안됩니다.
화학공학
Q. 구연산에 대해 알려주세요. 감사합니다.
구연산은 강력한 산성 물질로, 석회석과 반응하여 이산화탄소와 물로 분해됩니다. 이 과정에서 생성되는 이산화탄소는 냄새를 제거하는 데 도움이 되고, 구연산의 산성 특성은 녹물이나 기타 오염물질을 제거하는 데 도움이 됩니다. 따라서 벽걸이 에어컨의 냉각핀에 구연산을 희석하여 뿌려주면, 이러한 반응을 통해 냄새를 제거하고 청소 효과를 얻을 수 있습니다.
화학공학
Q. 캔맥주를 따면 거품이 일어나게 되는데 원리가 무엇인가요?
맥주는 발효과정에서 이산화탄소(CO2)가 생성됩니다. 맥주 캔 안에는 캔이 밀폐되어 있기 때문에 이산화탄소가 압력을 가지게 됩니다. 캔을 열면 이 압력이 갑자기 풀리면서 맥주 속의 이산화탄소가 방출됩니다.캔을 따면 맥주가 캔에서 빠르게 흘러나오게 되는데, 이는 캔을 따면서 공기가 캔 안으로 들어가면서 생성되는 질량을 대체하는 결과입니다. 이 과정에서 액체가 캔 밖으로 흘러나올 때, 액체와 공기 사이의 마찰로 인해 거품이 생성됩니다.캔에 담긴 맥주에는 이산화탄소 분자가 포함된 벌집 구조체인 활성화된 탄산 분자가 존재합니다. 이 구조체가 거품 형성을 촉진하고 부드러운 텍스처를 만들어냅니다.이러한 원리들이 결합하여 캔맥주를 따면 거품이 일어나고 부드러운 텍스처가 형성되는 것입니다.
화학공학
Q. 자연 분해 비닐의 원리는 무엇인가요?
자연 분해 비닐은 주로 생분해성 폴리머로 만들어집니다. 이러한 폴리머는 주로 자연에서 발견되는 재료로 만들어지며, 특정 환경 조건 하에서 미생물 또는 자연적인 생물학적 활동에 의해 분해될 수 있습니다.일반적으로 자연 분해 비닐은 탄소, 수소, 산소 등의 유기 화합물로 구성되어 있으며, 이러한 화합물은 생분해성이 강합니다. 미생물이나 효소와 같은 생물학적 요소는 이러한 생분해성 폴리머를 분해하여 더 단순한 화합물로 분해시킵니다. 이 과정에서 생산되는 물질은 자연적으로 존재하는 물질로 흡수되거나 대사될 수 있어서 환경 오염을 줄일 수 있습니다.
화학공학
Q. 에너지 등분배법칙의 적용 사례와 시대적 배경, 관련 에피소드 등에 대해 알려주세요
먼저 에너지 등분배 법칙은 열역학의 발전과 함께 성장한 개념입니다. 이러한 발전의 과정에서 다양한 과학자들이 참여하였고, 다양한 실험과 이론적 고찰이 진행되었습니다. 즉 하나의 특정한 개별 발견이 아닌 이러한 개념의 발전은 다양한 과학자들과 연구 결과의 누적으로 이루어졌다고 볼수있는데요,19세기 중반, 산업혁명 시기에 열역학이 발전하면서 열에 대한 이해가 증가했고 이러한 발전 과정에서는 다양한 과학자들이 열과 에너지에 대한 연구를 진행하였습니다. 그러면서 에너지 등분배 법칙에 대한 초기 개념 정립이 되어갔으며, 열에 관한 통계적인 관점에서의 이론인 통계열역학을 통해서 이론적인 고찰과 실험적 연구를 통해 열에 대한 이해가 깊어졌다고 생각합니다. 이러한 과정에서 에너지 등분배 법칙의 개념이 지속 정립되고 발전된것입니다.그리고 열역학 제2법칙과 관련하여 열의 분산과 효율성에 대한 개념이 발전하면서 에너지 등분배 법칙의 이해가 더욱 확립되었습니다.다른 예시로는 다양한 열전달 과정을 생각해볼수있습니다. 예를 들어, 전기회로에서 에너지 등분배 법칙이 적용됩니다. 전기회로의 저항을 통해 전기 에너지가 열 에너지로 변환되는 과정에서 에너지가 고르게 분배됩니다.또한 다른예시로는 고체 물질 내에서 열 전도가 발생할 때, 열이 고르게 분배되는 것을 설명하는데 이 법칙이 적용됩니다.