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📝유기화합물

탄소를 기본 골격으로 가지는 화합물

 

📝유기산

유기화합물중에서 신맛, 산성의 성질을 가진다.

대부분 –COOH (카복실기) 라는 구조를 포함하며 물에 녹으면 H⁺(수소 이온)를 내놓아서 산성 반응한다.

 

 

📝산성, 염기

  • 산성
    • H⁺(양성자)를 내놓는 물질
    • 금속과 반응해 수소 기체 발생
    • 탄산염과 반응해 CO₂ 기체 발생
    • 부식 기능
    • 강산의 경우 H⁺가 단백질 구조(특히 이온 결합, 수소 결합)를 깨뜨려 변성
    • 단백질 응고 → 단백질을 변형시킨다.
  • 염기
    • H⁺를 받아들이는 물질
    • 단백질과 지방을 비누화 해 파괴한다. (그렇기 때문에 미끄러움)
    • 산과 반응해 물 + 염 생성
    • 색소는 유기분자인데 강염기성의 경우 강한 산화력도 가지고 있어서 전자 구조를 바꿔 색을 내는 공명 구조를 깨뜨려 무색으로 변하게 된다.
    • 단백질 용해 → 단백질을 녹인다.

 

📝석회질

수도물 속 칼슘(Ca²⁺), 마그네슘(Mg²⁺) 이온이 모여서 생긴 하얀 얼룩이나 딱딱한 찌꺼기 형태로 탄산칼슘(CaCO₃), 탄산마그네슘(MgCO₃) 침전물이다.

 

📝구연산

레몬, 오렌지 같은 감귤류 과일에 많이 들어있는 유기산으로 신맛의 주성분이다.

 

특징

  • 석회질/물때 제거
    •  H⁺가 CaCO₃ 같은 염을 녹여서 Ca²⁺ + CO₂↑ + H₂O 로 변경되어 결국 산–염기 반응으로 석회질이 녹아 사라진다.
  • 냄새 제거 원리
    • 물때·악취의 주범은 보통 염기성(암모니아, 세제 잔여물, 비누찌꺼기)으로 구연산은 이것들을 중화시켜 냄새를 없애준다

.

📝과탄산수소

구분 락스 (NaOCl) 과탄산수소 (Na₂CO₃·H₂O₂)
주요 성분 차아염소산나트륨 탄산나트륨 + 과산화수소
작용 원리 염소(Cl) 기반 산화·표백 산소(O₂) 방출 산화·표백
성질 강알칼리성 (pH 11~13) 약알칼리성 (탄산나트륨 때문)
냄새 강한 염소 냄새 거의 없음
안전성 피부·호흡기 자극 강함, 부식성 있음 분해 후 물 + 산소 + 탄산나트륨 → 비교적 안전
사용 화장실 곰팡이, 변기 소독, 살균 세탁, 얼룩 제거, 탈취, 친환경 청소

 

 

📝작용기

유기화합물 속에서 특정한 화학적 성질을 결정짓는 원자 단위의 특별한 구조로 쉽게 말하면 탄소사슬(몸통)에 붙어 있는 성격표

 

 

  • –OH → 알코올기 (에탄올: 술)
  • –COOH → 카복실기 (아세트산: 신맛)
  • –NH₂ → 아민기 (암모니아 계열, 염기성)
  • –CHO → 알데하이드기

 

 

📝카복실기

–COOH 안의 –OH에 붙은 H(수소) 는 결합이 약해서 쉽게 떨어져 나가는 산성이다.

 
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📝포화상태, 불포화상태

포화상태

  • 공기 중 수증기가 최대한 포함된 상태
  • 온도가 높을수록 공기는 더 많은 수증기를 머금을 수 있다. (분자들이 빠르게 움직여 액체로 응축될 가능성이 줄게 됩니다.)

 

불포화상태

  • 공기 중 수증기가 최대량보다 적게 포함된 상태

 

 

📝 습도와 이슬점

습도

  • 공기 중에 포함된 수증기의 양
  • 현재 수증기량 / 포화수증기량 × 100%
  • 습도가 높으면 땀이 잘 안 마르고 더 덥게 느낌

 

 

이슬점

  • 공기를 식혔을 때 수증기가 응결되기 시작하는 온도
  • 이슬점이 높을수록 공기 중에 수분이 많다는 뜻으로 진정한 습도가 적다는 걸 의미합니다.

 

 

이슬점이 더 중요한 이

온도가 낮을 때는 기준으로 포화수증기량이 적을 테니 현재 수증기량이 적게 있어도 습도가 매우 높게 나옵니다. 그렇기 때문에 일기예보에서 알려주는 상대습도보다는 이슬점이 더 의미있습니다.

 

 

이슬점에 대한 불쾌지수

이슬점 체감 습도 / 불쾌감
0℃ 이하 매우 건조 – 입술, 피부 건조, 정전기 발생 가능
10℃ 전후 상쾌하고 쾌적함
15℃ 약간 습하나 여전히 쾌적함
18℃ 슬슬 습함 느껴짐 – 약간 찝찝함
21℃ 이상 매우 습하게 느낌 – 대부분 불쾌감 느낌 시작
24℃ 이상 숨 막힘, 찝찝함 극대화 – 매우 불쾌
26℃ 이상 무더위 + 습함 → 에어컨 없으면 견디기 어려움

 

 

📝결로현상

공기 중의 수증기가 표면에서 물방울로 맺히는 현상으로 따뜻한 공기에는 수증기가 많이 포함 되어 이 공기가 차가운 표면을 만나면, 온도가 이슬점 이하로 떨어져 수증기가 물방울로 변하면서 결로 발생

 

 

📝 따뜻한 공기와 차가운 공기

온도가 올라가면, 기체 분자들이 더 빠르게 움직입니다. 빠르게 움직이는 분자들은 서로를 밀어내며 공간을 더 차지하게 되어 따뜻한 공기는 위로 올라가고 차가운 공기는 그 반대로 내려가게 됩니다.

 

 

📝고기압, 저기압

고기압

  • 차고 무거운 공기가 쌓였기 때문에 공기밀도가 높아 아래로 하강하게 되며 바깥(하강기류)으로 나가며 저기압으로 이동하게 된다. → 맑고 건조한 날씨
  • 고기압의 경우 찬 공기가 대부분인데 찬 공기는 분자들이 느리게 움직여 더 조밀하게 모이게 되기 때문에 찬 공기 덩어리일 가능성이 높다.
  • 시계방향으로 바깥으로 바람이 나감 (북반구 기준)

 

 

저기압

  • 공기밀도낮기 때문에 가벼워서 위로 올라가는 상승기류를 만든다. → 구름, 비, 눈 등의 날씨
  • 저기압의 경우 따뜻한 공기가 대부분인데 따뜻한 공기는 분자 운동이 활발해 팽창하며 밀도가 작아 가벼워지게 되어 상승
  • 반시계방향으로 안으로 바람이 모임 (북반구 기준)

 

 

기압의 이동

  • 공기는 고기압 → 저기압 방향으로 이동하는데 이로 인해 바람이 발생
  • 기압 차이가 클수록 바람이 강해

 

 

기압에 따른 끓는점 변화

  • 기압이 낮아지면 끓는점 ↓
    • 액체를 끓이려면 표면에서 기체 분자들이 대기압을 이기고 탈출해야한다. 즉, 기압이 낮아지면 탈출하기 쉬어지기 때문에 끓는점이 낮아진다.
    • 높은 산에서는 물이 100°C보다 낮은 온도에서 끓음
  • 기압이 높아지면 끓는점 ↑
    • 액체를 끓이려면 표면에서 기체 분자들이 대기압을 이기고 탈출해야한다. 즉, 기압이 높아지면 탈출하기 어려워지기 때문에 끓는점이 높아진다.
    • 압력솥에서는 100°C 이상에서 끓는다. → 뚜껑이 밀폐되어 내부 압력이 증가해 압력이 높음

 

 

 

📝유속 (베르누이 법칙)

베르누이 법칙

 

  • 유체의 속도가 증가하면 압력이 감소하고 속도가 감소하면 압력이 증가한다. 이는 에너지 보존의 원리를 유체(공기, 물 등)에 적용한 것이다. 즉, 세 가지 에너지 (압력 + 운동 + 위치)에너지 총합은 항상 일정하다는 뜻이다.
  • 유속이 빠르다. → 압력이 낮다. 
  • 유속이 느리다. → 압력이 높다. 
  • 비행기의 날개의 경우 윗면이 유속이 빨라 압력이 낮고 아랫면은 유속이 느려 압력이 높아 고기압에서 저기압으로의 공기 이동으로 인해 공기중으로 띄우는 힘을 강화한다.

 

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딥한 내용은 제외하고 간단하게만 기술했습니다.

 

📝양자란?

물리량(에너지, 빛, 진동수)이 더 이상 나눌 수 없이 존재하는 최소 단위로 전자도 존재할 수 있는 궤도가 정해진 것처럼 최소단위로 가는 미시적인 세계에서는 그렇게 된다.

 

 

📝고전역학 vs 양자역학

고전역학

고전역학의 경우 거시적인 곳에서 사용되며 위치와 속도를 알면 모든 상황은 예측이 가능하다.

 

양자역학

입자란 질량을 가지고 있어서 손으로 던질 수 있는 형태로 빛이 입자라는 게 판명나고 이거를 이중슬릿 실험으로 확인하려고 광자를 쐈을 때 파동의 성질인 간섭무늬가 나타났다.

 

빛이 입자가 아니라는 것인지 실험이 이상한 것인지 체크하기 위해 진짜 입자를 가지고 있는 전자를 발사했는데도 똑같은 현상이 나타났다. 이걸 확인하기 위해 이중 슬릿을 통과했을 때를 그 상황을 관측해봤다. 그러자 파동의 성질인 간섭이 아니라 입자의 성질이 되어 한곳에서만 관측 되었다.

 

관측을 한다는 건 빛이 반사되어서(빛의 충돌) 내 눈에 들어왔다는 것이다. 미시적인 곳에서는 입자와 파동의 성질을 동시에 가지게 되며 관측이 되었을 때 결정된다는 이론을 내게 된다. 이게 양자의 영역에서의 역학이다.

 

 

 

📝양자중첩, 양자얽힘, 양자붕괴

양자중첩

양자중첩은 입자가 동시에 여러 상태를 가질 수 있는 현상으로 측정이 되기 까지는 겹쳐진 상태로 존재합니다.

 

양자얽힘

특정 조건에서 두 개 이상의 입자가 서로 상태를 공유하며, 하나의 상태 변화가 즉각적으로 다른 입자에 영향을 미치는 양자적 현상입니다. 

→ 두개의 종이가 있는데 적힌 숫자의 합이 10이 되는 종이일 때 매우 먼 거리에서 하나의 종이를 열면 하나의 종이에 숫자가 정해진다는 말 (물론 숫자가 적혀있는 건 관측이 된 상태이기 때문에 이미 정해진 거이지만 이해하려면 관측이 안 된상태로 적혀있다고 생각해야함)

 

양자중첩

양자붕괴는 중첩 상태가 특정 상태로 확정되는 과정을 의미합니다. 이는 관측에 의해 발생할 수 있습니다

 

 

📝슈뢰딩거의 고양이

슈뢰딩거는 양자역학 반대파로 그러면 고양이도 관측하기 전까지 죽어있는지 살아있는지 모르는 거 아니냐라는 비아냥으로부터 시작 되었는데 거시적인 관점에서도 양자역학이 적용된다고 믿기 때문에 일상생활에서 아주 이해하기 쉬운 예제라고 각광받게 된다.

 

 

📝코펜하겐 해석

코펜하겐 해석은 양자역학의 수학적 결과를 현실에서 어떻게 이해할 것인지에 대한 철학적 해석으로 슈뢰딩거 고양이 따위가 있습니다

 

📝파동함수

양자역학에서 입자의 상태를 수학적으로 기술하는 데 사용되는 함수입니다. 입자를 파동의 형태로 변환시켜서 설명할 때 사용 됩니다. (입자의 위치, 운동량, 에너지, 물리적 정보를 알려준다.)

 

📝 뮤온

우주에 떠다니는 입자가 대기와 부딪혀서 나온 입자로 전자의 200배 가량 무겁고 엄청 짧은 시간동안 존재하며 광속에 가까운 속도를 낸다. 상대성이론에 따라서 광속이기 때문에 지상에서 볼 땐 더 오래 존재하는 것처럼 보인다.

사람의 몸이나 물체등을 통과하기 때문에 비어있는 공간에는 통과하고 그렇지 않은 경우에는 충돌함으로 어떤 물체가 있는지 파악하는 엑스레이같이 사용이 가능하다

 

📝 원자 vs 입자

입자는 쿼크따위로 아주 작은 단위이며 원자는 입자들로 이루어져있다.

 

 

🔗 참고 및 출처

https://m.dongascience.com/news.php?idx=5820

https://www.youtube.com/watch?v=VYWryVDQWO0

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