제이의 집

보일의 법칙이란? 1662년 영국의 화학자 보일은 기체의 압력과 부피에 관한 실험을 통하여 한 가지 사실을 알아냈다. "일정한 온도에서 이렁량의 기체의 부피는 압력에 반비례한다" 이밖에도 공기가 소리를 전달해주는 매개체라는 등등 여러 가지 사실을 밝혀내어 화학이라는 학문의 기초를 닦은 사람이다. 각설하고 아무튼 보일의 법칙은 아래와 같은 식으로 정리할 수 있다. 일정한 온도에서의 보일의 법칙 설명 그래프로 다음과 같은 관계가 성립함을 알 수 있다. 요약하자면 일정한 온도에서 기체의 부피는 압력에 반비례하고, 압력과 부피의 곱은 압력이나 부피 변화에 관계없이 일정하며, 부피의 역수는 압력에 비례한다. 보일의 법칙 예시 몇가지만 알아보도록 하겠다. 1. 자동차 타이어 및 에어백은는 압력에 따라 부피가 변하면..

개요 공학 공부를 하면 밀도와 비중이라는 단어는 많이 나온다. 처음 공학 공부를 하다보면 이 두가지의 개념이 헷깔리는 경우도 간혹 있다고 생각된다. 왜 헷깔리는지, 무슨 차이가 있는지 이번 글에서 알아보자. 밀도란? 밀도는 단위 부피당 질량을 말한다. 일반적으로 밀도는 ρ, 질량은 m, 부피는 V로 표현한다. 식으로 쓰면.... 밀도=질량/부피이므로 단위는 kg/m³, 혹은 g/cm³로 쓴다. 상황에 따라 단위를 변환해가며 쓰인다. 밀도는 뭐 모르는 사람이 없을 것이라고 생각한다. 그럼 이제 이 글의 핵심인 비중을 알아보자. 비중이란? 비중은 물질의 밀도를 표준 물질의 밀도로 나눈 값을 말한다. 비중을 측정하는 데 쓰이는 기준이 되는 물질은 고체와 액체의 경우 1기압에서 4℃에서의 물, 기체의 경우에는 ..

온도의 단위 변환 온도 단위는 우리가 익히 잘 알고 있는 섭씨(℃)부터 화씨(℉), 절대온도(K) 등 여러 가지가 있다. 이번 글에서는 각 온도 단위간의 관계식을 살펴보자. 섭씨 (℃) → 화씨 (℉) 화씨 (℉) → 섭씨 (℃) 섭씨를 화씨로 바꾸는 식에서 섭씨로 식을 정리하면 된다. 절대 온도 (K) → 섭씨 (℃) 절대 온도는 섭씨와 같은 크기의 온도눈금을 사용하기 때문에 위와 같은 간단한 더하기/빼기로 표현이 가능하다. 섭씨 (℃) → 절대 온도 (K) 모든 식이 그리 어려운 식이 아니니 쉽게 암기가 가능하니 상식으로 알아두자.

화학식을 보면 화합물 안에 들어있는 각 원소의 몰수를 알 수 있다. 여기서 몰 질량의 개념을 사용하면 몰 단위에서 각 원소의 질량 분율을 알 수 있다. 쉽게 이야기하면 그냥 전체 화합물 질량에서 이 원소의 질량이 얼마나 구성되어있는지를 백분율로 나타내는 것이다. 예를 들어 어떤 화합물 속의 원소 x의 질량 분율을 구하는 식은 그럼 물을 예로 들어보자. 물의 화학식은 H₂O다. 여기에 속하는 원소 H, O의 질량 분율을 구해보자. 화학식을 보면 물을 구성하는 원소는 H가 2개, O가 한개다. 즉 물 1몰에는 원소 H는 2몰, O는 1몰이 있는 것이다. 그럼 이제 각 원소의 질량을 구해봅시다. H O 몰 질량 1g/mol 16g/mol H₂O 를 구성하는 몰 수 2mol 1mol 질량(몰 수 x 몰 질량) ..

화학실험을 하면 많이 쓰는 단위 중의 하나는 몰수이다. 왜냐면 몰수만 알면 물질의 질량이나 수를 계산할 수 있기 때문에 나름 편리하다. 역으로 질량이나 수를 안다면 몰수를 계산할 수 있다. 계산하는 방법에 대하여 알아보자. 몰수로 질량 계산하기 몰(mol)의 단위를 질량의 단위(g)로 바꾸기 위해서는 몰 질량이라는 환산 인자로 사용하면 된다. 몰 질량이랑 1몰당 질량이 얼마나 있는지를 말하며 단위는 (g/mol)이다. 식을 써보자면 예를 들어 질소(N₂)는 몰 질량이 28g/mol이다. 3mol의 질소의 질량을 구하면 3 x 28 = 84g이 된다. 질량으로 몰수 계산하기 역으로 질량을 알 경우 몰수를 구할 수도 있다. 질량에다가 몰질량을 나누면 된다. 140g의 질소의 질량을 구하기 위해 몰질량을 나눠..

힘의 분해란? 한 물체에 두 개 이상의 힘이 동시에 작용할 때, 여러 힘과 같은 효과를 내는 한 개의 힘을 구하는 것을 힘의 합성이라고 한다면 힘의 분해는 힘의 합성의 역으로 생각하면 된다. 한 힘과 같은 효과를 내는 두 힘으로 나누는 것을 힘의 분해라고 한다. 그리고 각 분해된 힘을 그 힘의 분력이라고 한다. 힘은 어떻게 분해할까? 평행사변형법 위에서 언급했듯이 힘의 합성의 역을 생각하면 된다. 분해하려는 힘을 대각선으로 하는 평행사변형을 그리면 된다. 평행사변형의 대각선 방향과 크기를 기준으로 모양이 다른 수 많은 평행사변형을 그릴 수 있다. 이 말은 하나의 힘을 무수히 많은 방향으로 분해하는 것이 가능하다는 말이다. 2가지의 예시에서 보듯 어떻게 평행사변형을 그리느냐에 따라 다른 방향, 다른 크기의..

힘의 합성이란?물건을 드는데 한 사람이 드는 것보다 두 사람이 같이 드는 것이 힘이 덜 들 것이다. 사실 어떠한 물건을 드는데 필요한 최소한의 힘은 변하지 않는다. 다만 두 사람이 힘을 합쳤기 때문에 한 사람당 힘이 덜 드는 것이다. 이렇듯 한 물체에 두 개 이상의 힘이 동시에 작용할 때, 여러 힘과 같은 효과를 내는 한 개의 힘을 구하는 것을 힘의 합성이라고 한다. 그리고 합성된 하나의 힘을 합력이라고 부른다. 힘의 합성 방법힘은 속도와 같이 크기와 방향을 갖는 벡터량이다. 따라서 상황에 따른 여러 가지 힘의 합성 방법이 있다.하나하나 살펴보자. 두 힘이 같은 방향으로 작용할 경우간단하다. 같은 방향이기 때문에 합력은 두 힘을 더한 값이다. 합력의 방향은 당연히 두 힘과 같은 방향이다. 두 힘의 방향이..

탄성력이란? 고무줄을 잡아당기면 쭉 늘어났다가 놓으면 다시 원래 모양으로 되돌아간다. 물체의 이런 성질을 탄성이라고 한다. 그리고 탄성이 큰 물질을 탄성체라고 부른다. 정리하면 탄성력이란 물체가 변형되었을 때 물체 내부에서 원래의 상태로 되돌아가려는 힘이다. 탄성 한계 고무줄을 지나치게 큰 힘으로 잡아당긴다면 원래 상태로 돌아가지 않거나 끊어진다. 힘이 어느 한계 안에서 작용해야 탄성이 나타나고 한계를 넘어서면 원래 형태로 돌아가지 않는다. 탄성이 나타내는 한계. 이것을 탄성 한계라고 한다. 참고로 원래 형태로 돌아가지 않는 성질을 소성이라고 부른다. 훅의 법칙과 탄성력 용수철을 세게 잡아당길수록 더 길게 늘어날 것이다. 말하자면 늘어나는 길이는 외부에서 가하는 힘에 비례하는 것이다. 이것을 훅의 법칙이..

등가속도 운동, 속력, 속도를 구하는 공식으로 알려진 공식은 크게 3가지가 있다. 문자 하나하나의 의미를 살펴보면 v : 나중 속력 v0 : 초기 속력 a : 가속도 s : 거리 t : 시간 위 공식들을 이해하고 유도하기 위해서는 시간 - 속도 그래프의 직관적인 이해가 필요하다. 그래프를 보자. 그래프를 보면 1번 식은 이 그래프에서 초기속도에서 a라는 가속도로 운동을 하고 난 뒤의 나중 속력을 나타내는 것이고2번 식은 초기속도에서 a라는 가속도로 운동을 해서 이동한 거리를 의미한다. 속도-시간 그래프에서 면적의 넓이가 총 이동한 거리라는 것을 알고 있을 것이다. 바로 그 면적 넓이 식이 2 번식이다. 잘 살펴보면 2번 식의 맨 오른쪽 부분은 사다리꼴의 넓이를 구하는 식이라는 것을 알 수 있다. 그럼 이..

컴퓨터를 만지면서 킬로(kilo), 메가(mega), 기가(giga)등을 많이 들어봤을 것이다. 과학에 대해 조금이라도 관심을 가져 본 사람이라면 나노(nano) 기술 등에 대한 이야기도 들어봤을 것이다. 이것들은 국제단위계(SI)에서 각 단위의 양의 크기를 쉽게 나타내기 위해 각 단위의 앞에 붙여 쓰는 접두어다. 어떤 것들이 있는지 살펴보자. 배수 명칭 접두어 기호 예시(기준 단위 g) 1024 요타 yotta Y 1024g = 1Yg 1021 제타 zetta Z 1021g = 1Zg 1018 엑사 exa E 1018g = 1Eg 1015 페타 peta P 1015g = 1Pg 1012 테라 tera T 1012g = 1Tg 109 기가 giga G 109g = 1Gg 106 메가 mega M 106g..