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과학 63

공기의 위쪽과 아래쪽, 왜 구성이 비슷할까?

우리가 들이마시는 공기는 산소, 질소 등 다양한 기체가 섞인 혼합물이다. 그런데 이 기체들은 각각의 밀도가 다르다. 예를 들어, 산소의 밀도는 약 1.429g/L, 질소의 밀도는 1.250g/L로 산소가 질소보다 무겁다. 그렇다면 공기 중에서 산소는 아래쪽에, 질소는 위쪽에 분포되어 있어야 할 것 같지만, 실제로는 그렇지 않다. 공기의 위쪽과 아래쪽은 구성 비율이 거의 동일하다. 이러한 현상은 어떻게 설명할 수 있을까? 돌턴의 의문화학 역사에서 빼놓을 수 없는 19세기 초, 영국의 화학자 존 돌턴은 이와 같은 의문을 품었다. “왜 무거운 산소는 아래로 가라앉지 않고, 가벼운 질소와 고르게 섞여 있을까?” 돌턴은 이 문제를 해결하기 위해 기체가 아주 작은 입자로 이루어져 있으며, 이 입자들이 끊임없이 움직..

금속의 반응성에 대한 정리

금속의 반응성금속은 종류에 따라 공기, 물, 산과의 반응 속도가 서로 다르다. 이런 반응성의 차이는 금속 원자가 얼마나 쉽게 전자를 잃고 양이온이 되려 하는지(이온화 경향)에 따라 결정된다. 이를 기준으로 금속의 반응성 순서를 정할 수 있으며, 이 순서를 금속의 이온화 서열이라고 한다.위 내용을 쉽고 간단하게 아래와 같이 표로 정리해 보겠다.▼ 암기하기 그리 어려운 내용이 아니니 잘 기억하자 ※ 함께 읽기원자의 구조에 대하여 알아보자.돌턴의 분압 법칙에 대하여 알아보자

과학/화학 2025.05.20

옴의 법칙에 대하여 알아보자

옴의 법칙이란? 옴의 법칙은 전기회로에서 전압(V), 전류(I), 저항(R) 간의 관계를 나타내는 기본적인 법칙이다. 1826년 독일의 물리학자 게오르크 시몬 옴에 의해 정립되었다. 옴은 도체 양단에 전압을 가할 경우, 도선을 흐르는 전류의 세기는 전압에 비례하고 저항에 반비례한다는 관계를 발견하였다. 이 관계는 아래와 같은 수식으로 나타낼 수 있다.▼ 전류와 전압 그래프 전압을 변화시키면서 전류를 측정하면, 전압과 전류 사이에는 선형적인 관계가 나타난다. 즉, 저항이 일정한 도체에서는 전류가 전압에 정비례하는 직선 형태의 그래프를 얻게 된다.아래의 그래프는 저항 R=2ΩR = 2ΩR=2Ω일 때, 전류에 따른 전압의 변화를 나타낸 것이다.▼ 옴의 법칙으로부터 알 수 있는 사실 1. 그래프의 기울..

과학/물리학 2025.05.19

전신을 볼 수 있는 거울의 크기 구하기

우리가 거울을 볼 때, 거울로 나의 전신을 온전히 다 보려면 당연히 거울이 커야 한다. 그렇다면 과연 거울의 크기가 어느 정도 되어야 나의 전신을 볼 수 있을까? 이번 글에서는 전신을 볼 수 있는 거울의 크기를 구하는 방법에 대하여 알아보자. 구하는 방법 아래와 같은 그림을 보자.▼ 사람의 크기가 AB, 눈의 위치가 E이면 상 A'B'는 거울 MN에 대해 대칭의 위치에 생긴다. 이 경우 △EMN과 △EA'B'는 닮았기 때문에 다음과 같은 식이 성립한다.▼ 따라서 전신을 보려면 거울의 크기는 최소 전신의 1/2는 되어야 한다. ※ 함께 읽기 빛의 반사의 법칙, 정반사와 난반사

펩티드 결합과 폴리펩티드에 대하여 알아보자

펩티드 결합(Peptide bond) 2개의 아미노산 분자가 훈 분자의 아미노기( ─ NH2)와 다른 분자의 카르복시기( ─ COOH) 사이에서 물 분자 1개가 빠져나오면서 결합이 된다. 이처럼 아미노산 사이의 축합 반응으로 생성된 ─ CONH ─ 결합을 펩티드 결합이라고 부른다. 다른 이름으로는 아미드 결합으로도 불린다. ▲위에 보이는 것 처럼 OH와 H가 만나 물 분자가 만들어져 빠지고 펩티드 결합이 형성된다. 폴리펩티드(Polypeptide) 펩티드 결합에 의해 여러 개의 아미노산이 축합 중합된 긴 사슬을 폴리펩티드라고 한다.▼ 폴리펩티드는 사실 우리에게 굉장히 익숙한 화합물이다. 단백질을 구성하는 기본 단위가 바로 폴리펩티드다. 따라서 단백질은 폴리펩티드를 가지는 천연 고분자 화합물이다. 굳이 화..

과학/화학 2023.02.20

여러 가지 등가속도 운동 그래프

등가속도 운동을 나타내는 그래프는 여러 가지가 있다. 사실 등가속도 운동 그래프뿐만이 아니라 이 세상의 모든 물리적인 움직임은 여러 그래프로 나타낼 수 있다. 이번 글에서는 등가속도 운동을 나타내는 여러 가지 그래프에 대하여 하나하나 알아보자. 가속도 - 시간 그래프(a - t 그래프) ▲위 그래프는 가속도 a가 일정할 경우의 가속도 - 시간 그래프다. 이 때 그래프의 모양은 시간축에 나란한 직선을 띄며 넓이(a x t)는 속도의 변화량(∆v)을 말한다. 속도 - 시간 그래프(v - t 그래프) ▲가속도가 일정할 경우 속도 - 시간 그래프다. 이 경우 그래프는 경사진 직선 모양을 나타내며 기울기는 가속도다. 이때 넓이는 이동거리(변위가) 된다. 변위 - 시간 그래프 ▲가속도가 일정하다면 이 때의 그래프는..

과학/물리학 2023.02.17

[물리학] 충격력에 대하여 알아보자

충격력 공식 충격량은 운동량의 변화량으로 구할 수 있다. 그리고 충격이 작용한 시간을 안다면 충격력을 구할 수 있다. 따라서 충격력은 아래와 같은 식으로 나타낼 수 있다.▼ 위 식은 간단하지만 가지고 있는 의미는 대단히 크며, 일상생활에서도 적용이 되는 내용이다. 1. 같은 크기의 힘을 가할 때 작용하는 시간이 길면 운동량의 변화를 크게 받는다. 2. 물체에 같은 운동량의 변화를 줄 때 힘이 작용하는 시간이 짧을수록 힘은 커진다. 충격량 그래프 ▲일반적인 충격량 그래프다. 그래프에서 곡선과 시간축으로 둘러싸인 부분의 넓이는 그 시간 동안에 작용한 충격량의 크기다. 여기서 시간과 힘을 변화시킨 그래프를 그려서 다시 보자. ▲두 넓이는 같으므로 충격량은 같다. 하지만 하나는 시간이 길고 힘이 작은 반면, 다..

과학/물리학 2023.02.12

빛의 반사의 법칙, 정반사와 난반사

빛의 반사의 법칙 빛이 진행하다가 다른 매질의 경계면에서 반사할 때, 2가지 현상이 나타난다. 1. 입사 광선과 반사 광선은 법선의 양쪽에 있고 두 광선은 법선과 동일 평면 내에 있다. 2. 입사각과 반사각의 크기는 같다. 표현하면 ∠i = ∠i' 이다. 이것을 반사의 법칙이라고 한다. 정반사 ▲거울면처럼 매끄러운 곳에 평행한 빛이 입사를 하면 반사되는 빛 또한 평행 광선이 된다. 이것을 정반사라고 부른다. 즉, 정반사는 반사의 법칙에 따라 반사가 되는 것을 말한다. 난반사 ▲사실 우리 일상에서는 정반사는 보기 힘들다. 대부분 물체의 표면은 매끄럽지 않기 때문이다. 이러한 물체 표면에 빛이 입사하면 빛이 닿은 각각의 입사점에서 반사의 법칙에 따라 반사하지만 각각 광선은 서로 다른 방향으로 나아간다. 이렇..

과학/물리학 2023.01.30

게이지 압력과 절대 압력에 대하여 알아보자.

게이지 압력 게이지 압력은 표준 대기압을 0으로 기준하여 압력계에 지시된 압력을 말한다. 보통 게이지 압력으로 압력을 표기할 경우 압력 단위 뒤에 "G", "g"을 사용하거나 생략한다. 간단하다. 아래의 예시를 보자. ▲필자의 경우 항상 G나 g를 사용한다. 일반적으로 단순히 4 bar만 쓴다면 게이지 압력으로 해석하는 것이 맞다. 하지만 단순히 4 bar만 쓰는 것은 실무에 있어서 상대방에게 혼란을 줄 수도 있다. 액화 이산화탄소처럼 압력에 상당히 민감한 물질은 5 barG인지 5 barA인지에 따라 상이 바뀌어버린다. 어지간하면 G나 g를 사용하여 상대방에게 확실하게 이것은 게이지 압력이라는 것을 알려주도록 하자. 완전 진공을 기준으로 두고 측정한 압력을 말한다. 절대 압력으로 표기를 하는 경우 압력..

표준대기압의 정의와 표준대기압의 단위 변환

표준대기압의 정의 표준대기압이란 0 ℃, 위도 45° 해수면을 기준으로 지구 중력이 9.806655 m/s² 일 때 수은주 760 mmHg로 표시될 때의 압력을 말한다. 그리고 이 압력을 우리는 1 atm이라고 부르기로 약속하였다. 참고로 위에 언급한 중력가속도의 값은 국제 표준치로 사용되는 수치다. 표준대기압의 단위 변환 표준대기압은 여러 가지의 단위로 변환이 되어 공정에 대한 설계, 계산 등을 하는데 끊임없이 사용된다. 따라서 표준대기압 1 atm을 다른 단위로 어떻게 나타낼 수 있는지 반드시 알고 있어야 한다. ▲잘 살펴보면 알겠지만 몇 가지만 외워두면 나머지는 쉽게 유도할 수 있다. 유도하지 않더라도 그리 외우기 어려운 내용은 아니다. 기사 시험을 준비하거나 실무를 보는 사람들이라면 구구단이라 생..

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