물과 기름이 섞이지 않는 원리는 무엇이고 이를 활용한 기술이 있나요?
물과 기름은 같은 용기에 담으면 섞이지 않습니다.
어떤 원리로 섞이지 않고 분리가 되는건가요?
그리고 이런 원리를 가지고 활용한 기술 분야가 있을까요?
3개의 답변이 있어요!안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
물과 기름이 같은 용기에 담겨도 섞이지 않는 이유는 물과 기름의 밀도 차이 때문입니다. 물은 기름보다 밀도가 높기 때문에 물이 아래로 가고 기름은 위로 올라가는 것이죠. 이러한 원리를 활용한 기술 분야는 많이 있습니다.
가장 대표적인 예시는 정유 공정입니다. 원유 안에는 물과 기름이 함께 존재하는데 이를 분리하기 위해 밀도 차이를 이용합니다. 물과 기름의 밀도 차이를 이용하여 물은 아래로 기름은 위로 올라가게 만들어서 분리하는 것이죠. 이를 통해 깨끗한 기름을 얻을 수 있습니다.
또 다른 예시로는 수처리 기술이 있습니다. 물 속에는 기름이나 기타 오염물질이 함유되어 있을 수 있는데 이를 제거하기 위해 밀도 차이를 이용합니다. 물과 오염물질의 밀도 차이를 이용하여 오염물질은 아래로 깨끗한 물은 위로 올라가게 만들어서 분리하는 것이죠.
그리고 의약품 제조 공정에서도 물과 기름의 밀도 차이를 이용합니다. 약물을 만들 때 물과 기름이 섞이면 원하는 약물이 만들어지지 않기 때문에 물과 기름을 분리하는 과정을 거칩니다. 이를 통해 정확한 약물을 만들 수 있습니다.
식품 산업에서도 물과 기름의 밀도 차이를 이용합니다. 예를 들어 우유 안에는 물과 기름이 함유되어 있는데 이를 분리하여 우유를 만들어냅니다. 물과 기름의 밀도 차이를 이용하여 물은 아래로 기름은 위로 올라가게 만들어서 분리하는 것이죠.
이처럼 물과 기름의 밀도 차이를 이용한 기술 분야는 다양하게 존재합니다. 감사합니다.
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안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
물과 기름이 섞이지 않는 이유는 두 물질의 극성 차이 때문입니다. 물은 극성 분자이고, 기름은 무극성 분자입니다. 극성 분자는 양쪽에 전기 양성자와 전기 음성자가 불균형하게 분포되어 있는 분자입니다. 이러한 극성 분자는 서로 끌어당기는 힘을 가지고 있습니다. 반면, 무극성 분자는 양쪽에 전기 양성자와 전기 음성자가 균형 있게 분포되어 있는 분자입니다. 이러한 무극성 분자는 서로 끌어당기는 힘이 약합니다.
물과 기름을 같은 용기에 담으면, 물은 극성 분자끼리 뭉쳐서 물층을 이루고, 기름은 무극성 분자끼리 뭉쳐서 기름층을 이루게 됩니다. 따라서, 물과 기름은 서로 섞이지 않고 분리되는 것입니다.
물과 기름의 분리 원리는 다양한 기술 분야에서 활용되고 있습니다. 대표적인 예로는 다음과 같은 것들이 있습니다.
석유화학 공장
석유화학 공장에서는 원유를 정제하여 석유제품을 생산합니다. 원유는 다양한 종류의 탄화수소로 구성되어 있습니다. 이 중에서 휘발유, 등유, 경유, 중유, 아스팔트 등은 서로 다른 극성을 가지고 있습니다. 따라서, 원유를 정제할 때 물과 기름의 분리 원리를 이용하여 이러한 물질들을 분리합니다.
폐수 처리
폐수는 다양한 물질을 함유하고 있습니다. 이 중에서 오염물질은 물과 기름의 분리 원리를 이용하여 제거할 수 있습니다. 오염물질은 대부분 물보다 비중이 크고, 기름보다 극성이 강합니다. 따라서, 폐수를 정화할 때 물과 기름의 분리 원리를 이용하여 오염물질을 제거하면 효과적으로 처리할 수 있습니다.
식품 가공
식품 가공 과정에서도 물과 기름의 분리 원리를 활용하기도 합니다. 예를 들어, 콩기름을 추출할 때 물과 기름의 분리 원리를 이용하여 콩기름을 분리합니다. 또한, 과일주스를 만들 때 과육과 과즙을 분리할 때도 물과 기름의 분리 원리를 이용합니다.
이외에도 물과 기름의 분리 원리는 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.
안녕하세요. 장대은 과학전문가입니다.
물은 극성이라는 성질을 가지고 있으며, 기름은 무극성이라는 성질을 가지고 있기 때문이죠. 극성과 극성끼리, 무극성과 무극성끼리는 잘 섞이지만 극성과 무극성 물질은 잘 섞이지 않습니다.
석유화학 공정 과정에서도 서로 잘 섞이지 않는 성질을 가진 여러 액체가 공존할 수가 있는데요
물과 기름을 분리하기 위해서 일반적으로 사용되는 장치는 무거운 물은 아래로 가라앉고 가벼운 기름은 위로 뜬다는 간단한 원리를 직접 이용하고 있습니다.
이 장치의 왼쪽에서는 물과 기름이 섞인 혼합물이 계속 유입된다는 점입니다.
처음 유입된 혼합물은 오른쪽으로 흘러가면서 자연스럽게 두 개의 층으로 나누어지게 되고, 장치의 오른쪽 끝 하단에서 물 성분을, 오른쪽 끝 상단에서 기름 성분을 분리해 내면 됩니다.
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