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과학157

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소비전력과 전력량 (Power consumption and wattage) 소비전력(Power consumption) 아래와 같이 가전제품에 붙어 있는 라벨을 한 번쯤은 본 적이 있을 것입니다. 보면 정격전압과 정격표시 소비전력이라는 항목이 보이죠. 정격전압이라는 것은 전기 기구가 정상적으로 작동하는 전압을 말합니다. 그리고, 이 정격표시 소비전력은 해당 전압에 연결을 하였을 때 얼마만큼의 전기 에너지를 소비하는지를 표기한 것이고요. 1초 동안 전기 기구가 사용하는 전기에너지의 양을 소비전력이라고 하는데요, 따라서 위의 에어컨에 표시된 정보는 220V의 전원에 연결하였을 때 1초에 850J의 에너지를 사용한다는 뜻이 됩니다. 단위는 와트(W)를 사용하고, 1kW는 1000W가 되겠죠. 이를 수식으로 나타내면 아래와 같습니다. 소비전력 (W) = 전기에너지 (J) / 시간 (s).. 2023. 11. 22.
태양계 행성의 크기 및 질량 순서 태양계 행성의 크기 비교 태양계 행성들은 크기가 구에 가까운 모습이기 때문에 크기를 비교할 때 반지름으로 비교를 하면 됩니다. 크기 순으로 나열하게 되면 아래와 같은 순서가 되고, 괄호 안의 숫자는 반지름입니다. 그리고, 지구의 반지름을 1이라고 가정하였을 때 다른 태양계 행성들의 반지름은 어떻게 되는지도 함께 참고하면 됩니다. 태양 (696000km) > 목성 (69911km) > 토성 (58232km) > 천왕성 (25362km) > 해왕성 (24622km) > 지구 (6378km) > 금성 (6052km) > 화성 (3390km) > 수성 (2440km) 태양 (109.25) > 목성 (11.2) > 토성 (9.4) > 천왕성 (4.0) > 해왕성 (3.9) > 지구 (1.0) > 금성 (0.9) .. 2023. 11. 22.
탄산수소나트륨의 열분해 반응식 (소화기 원리) 분말 소화기 약제 분말로 된 소화기 약제에는 여러 가지 성분이 들어 있습니다만, 그중에 대표적인 것이 탄산수소나트륨(sodium bicarbonate)입니다. 이 물질은 사실 우리에게 상당히 익숙한 물질로, 흔히 말하는 베이킹 소다가 이것이죠. 우리가 그냥 소다라고 부르기도 하는 물질입니다. 참고로, 탄산수소나트륨은 양쪽성 물질이고, 염기로 작용할 수 있기 때문에 김치나 레몬주스의 신 맛을 줄일 수가 있다는 것은 이전의 포스팅에서 정리한 바가 있습니다. 2023.11.15 - [과학] - 김치의 신맛을 줄이기 위해 소다를 넣는 반응 김치의 신맛을 줄이기 위해 소다를 넣는 반응 김치의 신맛 이유 신맛이 나는 것은 산성 물질의 특성 중의 하나인데요, 신김치 역시 마찬가지로 산성 물질이 있기 때문에 신맛이 납.. 2023. 11. 21.
흡열 반응의 예 5가지 흡열반응(Endothermic reaction) 이전의 포스팅에서 발열반응의 예 4가지를 정리한 바 있는데요, 물질이 가지고 있는 에너지에 따라 반응이 진행될 때 열의 출입이 생기고, 이에 따라 발열반응과 흡열반응으로 나뉠 수 있다고 이야기하였습니다. 여기서 흡열반응은 화학반응이 진행되면서 열을 주위로부터 흡수하는 반응을 말합니다. 이는 반응 생성물(product)의 에너지가 반응물(reactant)의 에너지보다 크기 때문인데요, 열을 흡수하기 때문에 발열반응과 반대로 주변의 온도가 낮아지게 됩니다. 이러한 열에너지의 변화는 전자기파 복사 에너지 등 에너지 전환을 고려할 때, 빛에너지나 전기 에너지를 흡수하는 반응도 흡열반응으로 구분하여도 무방합니다. 아래 예에 광합성이 나오는 것도 그러한 맥락으로 이해.. 2023. 11. 21.
질산암모늄 용해 반응 (아이스팩 원리) 아이스팩의 원리 흔히 냉동이나 냉장 식품을 택배로 주고받는 경우, 또는 보냉백에 넣어서 가져가는 경우 등에 온도를 낮게 유지하기 위해서 아이스팩, 냉각팩을 사용합니다. 이때 사용되는 아이스팩에는 환경 문제가 대두됨에 따라 물을 사용하는 경우가 많이 늘었습니다만, 고흡습성 수지인 SAP(Super Absorbent Polymer) 역시 많이 사용이 되고요, 또 하나 많이 사용되는 것이 바로 질산암모늄(Ammonium Nitrate)입니다. 왜냐하면, 질산암모늄이 용해되는 반응이 흡열반응(endothermic)이기 때문인데요, 반응이 진행되면서 주위의 열을 흡수하기 때문에 주변 온도를 낮출 수가 있습니다. 그러면 대표적인 흡열반응 중 하나인 이 질산암모늄의 용해 반응에 대해서 정리를 해보겠습니다. 질산암모늄.. 2023. 11. 21.
발열반응의 예 4가지 발열 반응 (Exothermic reaction) 물질이 가지고 있는 에너지의 차이에 따라 화학반응이 일어날 때 열을 방출하거나 열을 흡수하는 열의 출입이 발생하게 됩니다. 그리고, 이 중 발열 반응은 화학반응이 진행될 때 주위로 열이 방출되는 반응을 뜻하는데요, 반응물의 에너지를 합하면 생성물의 에너지보다 크기 때문입니다. 이에 따라 반응이 일어날 때 주변의 온도가 높아지게 되겠죠. 이러한 발열 반응에는 어떠한 것이 있는지 대표적인 예들을 살펴보도록 하겠습니다. 발열 반응의 대표적인 예 1. 화석 연료의 연소 반응 주변에 열을 방출하는 반응으로 가장 먼저 떠오르는 것이 아마도 연소 반응일 것입니다. 아래와 같이 메테인(methane) 등 화석연료, 탄화수소 화합물은 산소와 결합하면서 열을 방출하게 됩니.. 2023. 11. 20.
알칼리 금속과 산소 및 물의 반응 알칼리 금속 (Alkali Metal) 알칼리 금속은 주기율표의 1족에 해당하는 금속 원소를 말하는 것으로, 실온에서 은백색 광택을 띠는 고체 상태로 존재합니다. 다른 금속들에 비해 대체로 밀도가 작기 때문에 쉽게 잘라질 정도로 무른 특성이 있고요, 반응성이 크기 때문에 산소와 물과의 접촉을 막아서 보관을 하여야 합니다. 위에 언급하였다시피 알칼리 금속은 1족 원소이므로 원자가 전자가 1개입니다. 그러므로, 비활성 기체와 같이 안정된 전자 배치를 형성하기 위해서 전자를 1개 잃어버리려는 경향이 생기죠. 그리고, 이온화 에너지가 낮으므로 전자를 잃고 다른 원소와 화학 결합을 형성하게 됩니다. 이 특성으로 인해서 산소 및 물과 반응을 하게 되는데요, 참고로 원자 번호가 클수록 반응성이 큽니다. (알칼리 금속.. 2023. 11. 20.
비가역 반응의 예 4가지 가역 반응과 비가역 반응 (Reversible reaction and Irreversible reaction) 정반응(forward reaction)은 반응물이 생성물로 되는 반응, 역반응(reverse reaction)은 반대로 생성물이 반응물로 되돌아오는 반응을 의미합니다. 일반적으로 화학반응식에서 정반응은 왼쪽에서 오른쪽으로 진행되고, 역반응은 왼쪽으로 진행되죠. 여기서 가역 반응(reversible reaction)과 비가역 반응의 개념까지 알아야 하는데요, 가역반응은 정반응과 역반응이 모두 일어날 수 있는 반응을 말하고, 비가역 반응이란 정반응만 일어나거나 역반응이 거의 일어나지 않아서 정반응이 상대적으로 훨씬 우세한 반응을 말합니다. 비가역 반응의 예 1. 연료의 연소 반응 아래의 메테인(CH.. 2023. 11. 20.
산과 탄산칼슘 반응으로 이산화탄소 생성 반응식 탄산칼슘(CaCO3) 산의 특징 중 하나로, 산이 달걀 껍데기와 반응하면 이산화탄소가 생성이 됩니다. 이는 산이 달걀 껍데기의 주성분인 탄산칼슘(CaCO3)과 반응을 하는 것인데, 달걀 껍데기 외에도 석회석이나 대리석, 조개껍데기 등과 만나서 반응을 한다면 이는 모두 탄산칼슘으로 간주하여 생각하면 됩니다. 참고로, 주요하게 다루어지는 산의 특징 중 금속과 반응하여 수소를 발생시키는 반응은 아래 링크를 참조하시기 바랍니다. 2023.11.16 - [과학] - 산이 금속과 반응하여 수소를 발생시키는 반응식 산이 금속과 반응하여 수소를 발생시키는 반응식 금속의 이온화 경향 산의 공통적인 성질을 산성이라고 하는데요, 이러한 특징은 수소 이온(H+) 때문에 나타나게 되죠. 그리고, 이러한 산의 성질 중에 금속과 .. 2023. 11. 17.
이온 수용액에 전류가 흐르는 이유 전류의 이동은 전하의 이동 전하라고 하는 것은 물질에 존재하는 +와 -의 성질을 띠는 입자들을 말하는 것으로, 우리가 익히 알고 있다시피 원자핵은 + 전하를, 전자는 - 전하를 가지고 있습니다. 그리고, 이러한 전하의 이동으로 인해 전류가 흐르게 되는데요, - 전하를 가지는 전자가 이동하면서 전류가 흐르고, 전자는 -극에서 +극의 방향으로 흐릅니다. 참고로 전류의 방향은 전자의 이동 방향과 반대로 +극에서 -극으로 흐르는 것으로 정의가 되어 있습니다. 전해질과 전류의 흐름 수용액 상태에서 이온화가 되어서 전류가 흐르는 물질을 전해질(electrolyte)라고 합니다. 이온 결합성 물질, 산이나 염기 등은 수용액 상태에서 이온화가 되고 전류가 흐르죠. 물 분자는 극성을 가지고 있기 때문에 + 전하를 띠는 .. 2023. 11. 17.
산이 금속과 반응하여 수소를 발생시키는 반응식 금속의 이온화 경향 산의 공통적인 성질을 산성이라고 하는데요, 이러한 특징은 수소 이온(H+) 때문에 나타나게 되죠. 그리고, 이러한 산의 성질 중에 금속과 반응하여 수소 기체를 발생시키는 성질이 있는데요, 이는 대부분의 금속이 수소보다 이온화 경향이 크기 때문입니다. 우선 아래 이온화 경향에 대한 글을 참고하면 되겠고, 이온화 경향 순서는 암기하여야 합니다. 2023.11.16 - [과학] - 금속의 이온화 경향과 산화환원반응 금속의 이온화 경향과 산화환원반응 이온화 경향 (Ionization tendency) 일반적으로 금속은 전자를 잃고 양이온이 되려는 경향을 가지고 있는데, 이 경향성이 원소들 간에 차이가 있고, 이를 통해 수용액 속에서 어떤 물질과 이온 간에 산 jcspirit.tistory.c.. 2023. 11. 16.
구리 산화반응과 산화구리의 환원반응 구리의 산화 구리판을 알코올램프나 양초로 가열을 할 때 산소가 충분히 공급되는 겉불꽃 속에 넣으면, 붉은색의 구리판이 검은색으로 변하게 됩니다. 구리가 산화구리로 산화되기 때문인데요, 산소가 충분하다는 것의 의미는 완전연소가 일어난다는 뜻이 되며, 반응식은 아래와 같습니다. 2Cu + O2 → 2CuO 산화된 물질 : 구리(Cu) 환원된 물질 : 산소(O2) 붉은색의 구리판이 검은색으로 변화 산화구리의 환원 양초나 알코올램프의 속불꽃 속에 산화구리(CuO)를 넣으면 환원 반응이 일어납니다. 왜냐하면, 속불꽃 속에는 산소가 충분하지 않기 때문에 불완전 연소가 일어나며, 이에 따라 일산화탄소(CO)나 연소되지 않은 탄소 알갱이(C)가 있기 때문입니다. 아래와 같은 두 가지 반응식으로 나타내게 됩니다. CuO.. 2023. 11. 16.
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