안녕하세요. 장준원 전문가입니다.
Q. 원유를 디젤 또는 가솔린으로 어떻게 분리하나요?
원유를 분리하는 과정은 정유 공정으로 알려져 있고 주요 단계로는 먼저 원유를 가열하여 다양한 성분의 끓는점을 이용해 증류탑에서 분리해줍니다. 증류탑에서는 낮은 온도에서 가벼운 성분(가솔린, 나프타 등)부터 높은 온도에서 무거운 성분까지 차례로 분리됩니다. 이후 분리된 성분은 추가적인 화학 공정(크래킹, 개질 등)을 통해 원하는 제품으로 정제되는데요. 이 과정에서 촉매를 사용해 분자의 구조를 변경하거나 불순물을 제거하는 작업이 포함됩니다.
Q. 양력의 발생 원리에서 왜 정압이 압력인가요?
비행기 날개에서 양력이 발생하는 원리는 베르누이의 정리에 기반하는데요. 날개 위쪽의 기류 속도가 더 빨라 동압이 증가하고 이에 따라 정압이 감소합니다. 정압과 동압의 합은 일정하기 때문에 날개 위쪽의 정압이 낮아지면서 아래쪽보다 압력이 낮아져 양력이 발생하게 됩니다. 동압은 운동 에너지에 해당하는 것으로 압력에 포함되지 않습니다. 동압은 속도와 관련된 개념이고 양력은 주로 정압 차이로 설명됩니다.
Q. 우리가 관찰할 수 있는 작은 단위는 어디까지일까요?
현재 기술로 우리가 관찰할 수 있는 가장 작은 단위는 개별 원자입니다. 전자현미경, 특히 주사 터널링 현미경과 원자간력 현미경 같은 고해상도 현미경을 사용하면 원자 수준까지 관찰이 가능한데요. 이러한 현미경은 나노미터 수준의 해상도를 가지고 있으 원자의 배열과 개별 원자 간의 상호작용을 시각화할 수 있습니다. 즉, 현재 과학 기술로는 물질의 기본 구성 요소인 원자까지 관찰할 수 있는 수준에 도달했습니다.
Q. 일반소총을 대체할 레이저건 같은건 언제쯤 가능할까요?
휴대용/전투용 레이저건의 상용화는 아직 시간이 더 걸릴 것 같습니다. 현재 레이저 기술은 군사 및 산업용으로 일부 사용되고 있지만 휴대 가능한 형태로 만들기 위해서는 몇 가지 기술적 발전이 필요한데요. 먼저, 고출력 레이저를 소형화하고 효율적으로 냉각할 수 있는 기술이 필요합니다. 그 다음 강력한 에너지원을 소형화하여 휴대가 가능하도록 개발이 되어야 합니다. 장치의 안정성과 안전성을 확보해야 상용화가 가능한데요. 그렇다면 휴대하면서 사용하려면 기본적으로 배터리 기술의 발전이 필수적일테고 경량화와 에너지 밀도 향상이 필요합니다. 이러한 기술들이 해결되어야만 상용화에 근접할 수 있겠습니다.
Q. 묽은 용액의 총괄성에서 묽은 용액의 정의
묽은 용액은 용질의 농도가 매우 낮아 용매의 성질이 거의 그대로 유지되는 용액을 의미하는데 요. 일반적으로 몰랄 농도가 0.1 M 이하인 용액을 묽은 용액으로 간주합니다. 이러한 농도에서는 용질 입자 간의 상호작용이 거의 없기에 용액의 총괄성이 용질의 양에 비례하겠습니다. 실험에서 묽은 용액을 사용하려면 용질의 농도를 0.1 M 이하로 조절하는 것이 좋습니다.