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불(Fire)은 왜 그리고 얼마나 뜨거운가? 불은 왜 뜨겁고 얼마나 뜨거운가? 불은 언제나 뜨겁습니다. 불은 '연소'반응의 결과인데 이 과정에너 화학결합이 끊어지고 형성 에너지(열)가 방출되기 때문입니다. 즉, 반응물인 연료와 산소가 반응하여 이산화탄소와 물로 바뀌는 과정입니다. 반응을 시작하기 위해 연료와 산소 원자 사이의 결합을 끊기 위해서는 에너지가 필요하지만 연료의 원자가 이산화탄소와 물에 결합 할 때 훨씬 더 많은 에너지가 방출됩니다. 연료 + 산소 + 에너지 → 이산화탄소 + 물 + 에너지 여기서 발생되는 에너지는 빛과 열의 형태로 방출됩니다. 눈으로 보이는 붉은 불꽃은 이 에너지의 가시적인 증거입니다. 연소 과정에서 보이는 붉은 불꽃(화염)은 대부분 뜨거운 가스로 구성됩니다. 뜨거운 백열등이 밝게 빛나는 것과 유사하게 불꽃 또한 이온화.. 2020. 5. 9.
[재료공학] 다이아몬드의 특성과 종류 다이아몬드의 특성 다이아몬드(Diamond)는 자연에 존재하는 물질 중 가장 단단한 것으로 알려져 있습니다. 다이아몬드의 모스 경도는 '10'이고 사파이어는 '9'이지만 사실 다이아몬드는 사파이어보다 훨씬 더 단단합니다. 또한 다이아몬드는 압축률이 가장 낮은 물질이기도 합니다. 다이아몬드는 열전도도가 구리의 4배에 이를 정도로 매우 높고 열팽창계수는 극단적으로 낮으며 대부분의 산이나 염기와 반응하지 않아 화학적으로 안정한 물질입니다. 또한 자외선에서 원적외선 파장에 대해 투명하며 음의 일함수를 가지는 몇 안되는 물질 중 하나입니다. 이로 인해 다이아몬드는 물을 밀어내며 왁스와 같은 탄화수소는 받아들입니다. 다이아몬드의 열전도도는 높은데 반해, 전기적으로는 절연체이며 고온에서 산소의 존재 하에 연소될 수 .. 2020. 5. 9.
산화(Oxidation)와 환원(Reduction) 산화(Oxidation)와 환원(Reduction)이란 무엇인가요? 산화-환원(redox)은 두 화학종 사이의 전자 이동을 포함하는 화학 반응입니다. 산화-환원 반응은 전자를 얻거나 잃음으로써 분자, 원자 또는 이온의 산화수가 변하는 화학 반응입니다. 산화-환원 반응은 굉장히 일반적이지만 광합성이나 호흡과 같은 생명현상에 필수적인 화학반응이며 연소 및 부식과 같은 공정에도 널리 사용되는 화학적 반응이라 할 수 있습니다. 여기서 산화-환원 반응의 개념은 4가지 다른 방식으로 설명 할 수 있습니다. 전자 이동의 관점 산소 전달 측면 수소 전달 측면 산화수의 관점 위의 4가지 관점에서 산화-환원 반응의 예를 함께 살펴보겠습니다. 1. 전자 전달의 관점 산화는 전자의 손실(잃음)을 통해 일어나는 과정입니다. 환.. 2020. 5. 6.
전기음성도와 전자친화도의 차이 전기음성도와 전자친화도는 둘 다 전자와 관련이 있고 이름 또한 유사하기 때문에 헷갈리기 쉬운 화학적 개념입니다. 하지만 조금만 자세히 들여다보면 이 둘 사이에는 명확한 차이가 있다는 것을 알 수 있습니다. 전기음성도와 전자친화도의 차이에 대해 함께 알아보겠습니다. 전기음성도 vs 전자친화도 우선 전기음성도는 화학적 결합을 이룬 원자에만 관련이 있습니다. 특정 화학결합에서 전자를 더 끌어 당기는 원자는 더 높은 전기음성도를 가진다는 뜻입니다. 하지만 원자가 결합을 이루지 않고 그 자체로 존재한다면 전기 음성도의 개념과 무관합니다. 결합된 원자에 적용이 가능한 전기음성도와는 달리 전자친화도는 단일의 결합되지 않은 원자와 관련된 성질입니다. 전자친화도는 어떤 원자에 전자를 추가 할 때 얼마나 많은 에너지가 방.. 2020. 5. 6.
[재료공학] 세라믹(Ceramic)의 정의와 활용 세라믹(Ceramic)이란 무엇인가? 일반적으로 재료공학에서는 소재를 금속, 고분자(폴리머), 세라믹으로 나누어 구분합니다. 그 중 "세라믹(Ceramic)" 소재를 지칭하는 단어는 "도자기"를 의미하는 그리스어 "keramikos"에서 유래된 단어입니다. 가장 초기의 도자기는 토기(Pottery) 였지만, 사실 세라믹이란 용어는 순수한 원소 뿐 아니라 많은 재료를 포함하는 굉장히 넓은 의미의 용어입니다. 세라믹은 일반적으로 금속 양이온과 비금속 음이온 간의 결합으로 만들어진 화합물을 총칭합니다. 조금 더 구체적으로 분류하면 구성성분에 따라 산화물(oxide), 질화물(nitride), 붕화물(boride) 또는 탄화물(carbide)을 포함하며 대체로 고온에서 소결된 비금속성 고체의 형태로 존재합니다... 2020. 4. 30.
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