Q. 공압 계산 도움 좀 주세요!!
안녕하세요. 권창근 과학전문가입니다.Ex 1) 실린더 내부에 작용하는 압력을 구하겠습니다. 압력(P) = 6kgf/㎠ = 6kgf/cm²입니다. 이때, kgf/cm²를 N/m²로 변환하면 1kgf/cm² = 98,066.5N/m²입니다. 따라서, 압력(P) = 6kgf/㎠ = 6 * 98,066.5N/m² = 588,399N/m²입니다.실린더 내부의 힘은 압력(P) * 면적(πr²)으로 구할 수 있습니다. 복동실린더의 전진과 후진 시의 면적은 동일하므로, 이론출력은 압력 * 면적으로 동일합니다. 면적은 πr²이므로, 실린더 내부의 힘은 588,399N/m² * π * (8cm)² = 149,572.44N입니다. 따라서, 전진시와 후진시의 이론출력은 149,572.44N에 해당합니다.Ex 2) 작동압력이 5kgf/㎠, 실린더 안지름이 100mm일 때의 이론출력을 구하겠습니다. 작동압력을 N/m²로 변환하면, 5kgf/㎠ = 5 * 98,066.5N/m² = 490,332.5N/m²입니다. 실린더 내부의 힘은 압력 * 면적으로 구할 수 있습니다. 면적은 πr²이므로, 실린더 내부의 힘은 490,332.5N/m² * π * (10cm)² = 1,535,889.7N입니다. 따라서, 이론출력은 1,535,889.7N에 해당합니다.Ex 3) 작동공기압이 5kgf/㎠, 부하하중이 180kgf일 때 출력을 얻기 위해 실린더 안지름을 [표]에서 구하겠습니다. 출력을 얻기 위한 힘은 부하하중과 부하율을 고려하여 계산할 수 있습니다. 부하하중은 180kgf, 부하율은 0.5이므로, 필요한 출력 힘은 180kgf / 0.5 = 360kgf입니다. 이를 이용하여 [표]에서 실린더 안지름을 선택할 수 있습니다.Ex 4) 공기압 6kgf/㎠, 부하하중 60kgf일 때 실린더 안지름을 표에서 구하겠습니다. 출력을 얻기 위한 힘은 부하하중과 부하율을 고려하여 계산할 수 있습니다. 부하하중은 60kgf, 부하율은 0.4이므로, 필요한 출력 힘은 60kgf / 0.4 = 150kgf입니다. 이를 이용하여 [표]에서 실린더 안지름을 선택할 수 있습니다.Ex 5) [ Q = \frac{ALn}{60000} ]여기서 A는 실린더의 피스톤 면적, L은 피스톤의 이동거리, n은 왕복수입니다.피스톤 면적 A는 ( \pi r^2 - \pi R^2 )로 계산됩니다. 여기서 r은 실린더 안지름, R은 로드지름입니다.먼저, 주어진 값으로부터 계산을 진행하겠습니다.실린더 안지름 r = 50mm, 로드지름 R = 20mm, 행정거리 L = 100mm, 1분당 왕복수 n = 12rpm, P = 6kgf/㎠ 이므로, 이를 이용하여 공기소비량을 계산하겠습니다.실린더의 피스톤 면적 A는 ( \pi \times (5^2 - 2^2) = \pi \times (25 - 4) = \pi \times 21 ) cm²입니다.따라서, 공기소비량 ( Q = \frac{21 \times 10 \times 12}{60000} = \frac{2520}{60000} = 0.042 ) m³/s에 해당합니다.따라서, 주어진 조건에서 복동실린더의 공기소비량은 0.042 m³/s입니다.
Q. 염화암모늄 결정 실험에 대해서 질문드립니다.
안녕하세요. 권창근 과학전문가입니다.염화암모늄이 따뜻한 물에 잘 녹지 않고, 결정 상태가 된 후 차가운 물을 부었을 때 빠르게 녹는 현상은 용해도와 결정화학의 원리에 기인한 것입니다.처음에 따뜻한 물에 넣었을 때 염화암모늄이 잘 녹지 않는 이유는 온도에 따른 용해도의 차이입니다. 일반적으로 온도가 높을수록 많은 물질이 용해됩니다. 따라서, 100도의 뜨거운 물에 20g의 염화암모늄을 넣었을 때, 물의 용해도가 낮아서 염화암모늄이 완전히 용해되지 않고 남게 됩니다.그러나 결정 상태가 된 후 차가운 물을 부었을 때 빠르게 녹는 이유는, 결정화학적인 특성과 용해도의 변화에 있습니다. 결정 상태에서는 물질의 입자들이 서로 정돈되어 있어서 더 많은 물질이 더 쉽게 용해될 수 있습니다. 따라서, 결정 상태의 염화암모늄에 차가운 물을 부으면 물질이 빠르게 용해되는 것을 관찰할 수 있습니다.이러한 현상은 용해도에 따른 것뿐만 아니라, 결정 상태에서의 물질의 입자 배열과 구조의 변화에 기인한 것입니다. 결정 상태에서는 물질의 입자 간의 상호작용이 다르기 때문에, 차가운 물에 녹는 현상이 관찰되는 것입니다.
Q. 과탄산수소는 뜨거운 물을 부으면 왜 부글부글 끓는 건가요?
안녕하세요. 권창근 과학전문가입니다.과탄산수소는 화학적으로 물과 이산화탄소로 분해됩니다. 뜨거운 물과 함께 사용되면, 이 물리화학적 반응으로 인해 부글부글 끓는 현상이 발생합니다.과탄산수소가 뜨거운 물과 만나면, 이산화탄소와 물로 분해되면서 가스를 방출합니다. 이 과정에서 방출된 이산화탄소 가스가 물 안에서 거품을 형성하고, 이로 인해 뜨거운 물과 함께 부글부글 끓는 현상이 발생하게 됩니다.이러한 반응은 하수구나 배관 속에서 막힌 물질들을 거품과 함께 떠오르게 하여 막힘을 해소하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 하수구 청소에 사용되는 화학제품은 신중하게 다루어야 하며, 안전을 위해 제조사의 지침을 따르는 것이 중요합니다.