비문학 독서

하늘이 파랗게 보이는 이유는 무엇입니까? ▶답 : 공기는 질소와 산소 등으로 구성되며 원자가 존재합니다. 원자에는 원자핵이라는 중심이 있으며 그 주위에 전자라는 작은 입자가 회전하고 있습니다. 고유 진동수를 갖고 전자들이 운동하는데 그 고유 진동수에 해당되는 빛이 들어오면 전자들은 쉽게 진동 운동하게 되고 이러한 진동 운동으로 인하여 다시 그 진동수에 해당하는 빛이 나옵니다. 질소나 산소에 태양의 광이 부딪치면 전자는 광에 의해 진동하게 되어 새로운 광이 여러 방향으로 나오게 됩니다. 이를 광의 산란이라고 합니다. 공기의 경우는 파장이 짧은 광일수록 산란이 쉽게 됩니다. 적색의 광은 잘 통과하게 되며 청색의 광은 여러 방향으로 산란되어 푸르게 보입니다. 파장이 더 짧은 자색 영역도 산란이 되지만 사람의 ..

물의 쓰임새와 특성에 대해 아는 대로 설명하라. ▶답 : 가) 분자량이 비슷한 다른 물질이나 비슷한 구조의 다른 수소 화합물에 비해 녹는점이나 끓는점이 매우 높다. 따라서 지구상에 존재하는 물의 대부분은 액체 상태로 존재하고 있다. 나) 비열이 크다. 이는 물에 열을 가할 때 수소결합들이 조금씩 끊어지면서 열을 저장할 수 있기 때문이다. 따라서 물은 외부의 온도 변화에 대한 영향을 적게 받는다. 다) 얼음의 밀도가 물의 밀도보다 작다. 대부분의 물질은 고체상태의 밀도가 더 크지만 물의 경우는 얼음이 녹을 때 수소결합의 일부가 끊어져서 물분자들이 비어 있던 공간을 채우기 때문에 오히려 밀도가 증가한다. 라) 표면장력이 크다. 물분자 사이에는 강한 인력이 작용하기 때문에 물 표면의 분자들은 다른 액체에 비해..

흔한 물로부터 얻을 수 있는 수소 에너지는 아직 연료로 활용하기에는 부적당하다. 그 이유는? ▶답 : 수소는 공기 중에서 연소되어 물로 변하므로 오염 물질을 유발하지 않고 발열량도 천연가스의 약 2.5배정도가 된다. 그리고 물의 전기 분해시 발생하므로 그 원료는 무궁 무진하다. 그러나 아직까지 대체 에너지원으로서의 활용도가 떨어지는 이유는 물을 분해하는데 막대한 생산비가 들기 때문이다. 그것은 물을 전기 분해하여 들어가는 에너지나, 연소시 발생하는 에너지가 같아서이고, 금속 침투성이 있어 수송하기가 곤란하다. 또한 단위 부피당 발열량이 적어서 많은 에너지를 얻기 위해서는 큰 부피의 수소를 연소시켜야 한다. 각국은 그 제조기술 개발에 노력하고 있는데, 현재 연구되고 있는 주된 제법으로서는 우선 원자력 발전..

용해현상을 용매간, 용질간, 용매와 용질간의 인력을 예를 들어 설명하라. ▶답 : 용해란, 한 물질이 다른 물질에 균일하게 섞이는 현상을 말한다. 그리고 용매와 용질의 분자구조가 비슷하거나 같은 원자단을 가지고 있을 때 잘 일어난다. 용질-용질 혹은, 용매-용매 분자사이의 인력보다는 용질과 용매 분자사이의 인력이 클 때 잘 일어난다. 즉 설탕이 물에 잘 녹는 것이 그 예이다. 그리고 용질분자들 사이의 인력과 용매 및 용질 분자 사이의 인력이 비슷한 경우는 무질서해지려는 경향에 의해 용해가 일어난다. 예를 들면 벤젠과 기름이 섞이는 것이 그 예이다. 용매-용매, 용질-용질간의 인력이 용매-용질사이의 인력보다 클 경우는 용해 현상이 잘 일어나지 않는다.

물에 잘 녹는 물질과 잘 녹지 않는 물질의 차이점은? ▶답 : 물은 분자의 구조상 굽은형의 분자이고 전자의 편극 현상으로 극성 분자이다. 그래서 물분자와의 인력이 작용 할 수 있는 용질분자일 경우는 용해현상이 잘 일어나고 물과 인력이 거의 작용하지 않아 물분자와 잘 섞일 수 없는 무극성 분자인 용질은 잘 녹지 않는다. 그래서 극성분자는 극성분자끼리, 무극성 분자는 무극성 분자끼리 잘 섞인다. 즉 '끼리끼리 녹는 것'이다.

분자간의 인력이 증기압력에 미치는 영향에 대하여 설명하라 ▶답 : 증기압력은 증발속도와 응결속도가 같아서 겉보기에는 아무 변화가 없는 동적평형상태 일 때 증기가 나타내는 압력을 말한다. 증기압력은 온도가 높을수록 증발이 활발해져서 증기압력이 증가한다. 즉 증발량이 많을수록 증기압력이 높다는 것이다. 그리하여 분자간의 인력이 큰 분자와 작은 분자는 증기압력이 동일 온도하에서는 다른데 그 이유는 분자간의 인력이 크면 상대적으로 작은 분자보다 같은 온도에서 증발하기 어렵기 때문이다.

끓음과 증발을 비교 설명해보시오. ▶답 : 증발이란, 액체의 표면에 있는 분자들이 액체 표면으로부터 떨어져 나와 기체로 되는 현상을 말한다. 그 이유는 액체 표면의 분자들은 내부에 있는 분자들에 비해 인력이 작기 때문에 쉽게 떨어진다. 그리고 끓음이란 액체의 증기압력과 외부의 압력이 같을 때 액체 표면과 내부에서 기화가 일어나는 현상을 말한다.

높은 산에 올라가면 끓는점이 내려가서 물이 빨리 끓고 압력밥솥 안에서는 끓는점이 올라가서 100℃보다 더 높은 온도에서 끓는다. 그 이유는? ▶답 : 액체의 끓는점은 외부압력과 증기압력이 같을 때의 온도를 말한다. 그런데 높은 산에 올라가면 대기압이 낮아져서 끓는점이 100℃보다 낮아지고 (-고도가 높을수록 더 낮아짐.) 압력밥솥 안에서는 내부압력이 증가하여 더 높은 온도에서 물이 끓는다.

화학결합에 대해서 설명하시오. ▶답 : 대부분의 물질들은 원자간에 다양한 형태의 화학결합을 통하여 물질을 이룬다. 양이온을 잘 형성하는 원자와 음이온을 잘 형성하는 원자가 서로 접근하면 전자를 서로 주고받아 화학적으로 안정한 전자배치를 갖는 양이온과 음이온이 되고 이들 사이에 정전기적 인력이 작용하여 결합이 형성되는데 이를 이온결합이라고 한다.

금속은 망치로 두드리면 늘어나거나 펴지는데 소금덩어리는 부스러진다. 그 이유는? ▶답 : 결정 구조의 차이에 기인한다. 금속은 외력이 가해지면 원자의 층이 밀려 원자의 위치가 변하지만 밀린 원자들 사이를 자유전자가 돌아 다녀 결합력을 유지 할 수 있다. 그러나, 소금은 양이온과 음이온이 규칙적으로 번갈아 가며 결합이 되어 있어 외력에 의해서 밀리면 같은 이온끼리 마주보게 되며 이온사이의 반발력이 작용하여 쉽게 결정구조가 깨어져서 부스러지기 쉽다.

스펙트럼 계열의 종류는? ▶답 : 전자가 에너지를 흡수하여 들뜬 상태에서 바닥상태로 전이 할 때 빛에너지를 방출하면 스펙트럼이 나타나는데 전이되는 전자껍질에 따라 스펙트럼 계열을 나눈다. 전자가 n≥2인 전자껍질에서 n=1인 전자껍질로 전이하는 스펙트럼계열은 라이먼계열이며 자외선 영역에서 나타난다. 발머계열은 n≥3인 전자껍질에서 n=2인 전자껍질로의 전이이며 가시광선 영역에 나타나 색깔을 띤다. 그리고 n≥4인 전자껍질에서 n=3인 전자껍질로의 전이를 파셴계열이라고 부르며 적외선영역에 나타난다. 방출되는 에너지 순서는 라이먼 > 발머 > 파셴계열순이다.

다양한 색으로 축제날의 밤하늘을 수놓는 불꽃놀이는 다양한 금속원자의 연소 현상이다. 이렇게 다양한 색깔이 나타나는 이유는? ▶답 : 원소나 화합물에 있는 전자의 이동과 밀접한 관계가 있다. 원자핵 주변에는 전자들이 존재하는 전자껍질이 있는데 외부에서 에너지를 얻으면 안정된 상태에서 들뜬상태로 전자가 이동한다. 이때, 들뜬 상태의 전자는 에너지를 잃고 낮은 상태의 전자 껍질로 이동하는데 이때 빛의 형태로 방출하고 나트륨의 경우 파장이 5.89×10에 7승 m인 빛을 방출한다. 이 빛은 가시광선 영역의 노란색 영역에 속하므로 우리 눈에는 노란색으로 인식되는 것이다. 다른 원소나 화합물도 같은 원리에 의해서 다양한 색을 띤다. 예를 들면 빨간색은 스트론튬(Sr)이, 노란색은 나트륨(Na)이 연소 할 때 생기며..