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환경 이야기107

물의 물리적 특성과 화학적 특성 물의 물리적 특성과 화학적 특성은 물질로서의 독특한 성질을 나타냅니다. 아래에 각각을 자세히 설명하겠습니다.1. 물의 물리적 특성(1) 상태 변화고체, 액체, 기체로의 변환: 물은 상온에서 액체로 존재하며, 0°C 이하에서 얼음(고체)으로, 100°C 이상에서 수증기(기체)로 변합니다.물의 밀도: 물의 밀도는 온도에 따라 변화는 데 4 °C일때 가장 큽니다. 고체 상태의 물(얼음)은 액체보다 밀도가 낮아 물 위에 뜹니다. 이는 수소 결합이 얼음 구조를 팽창시키기 때문입니다.(2) 높은 비열물은 비열이 매우 높아 온도 변화를 완화하는 데 중요한 역할을 합니다. 이는 환경의 온도 조절 및 생물체 내부 온도 유지에 기여합니다.(3) 표면 장력물은 표면 장력이 높아 액체 방울을 형성하거나 작은 곤충이 물 위를 .. 2024. 12. 21.
밀도, 비중, 비중량, 점도, 동점도 기본개념과 차이점 우리 일상과 산업에서 자주 언급되지만 헷갈릴 수 있는 물리적 개념들인 밀도, 비중, 비중량, 점도, 동점도에 대해 간단히 정리해보겠습니다1. 밀도 (Density)물질의 단위 부피당 질량.공식: ρ=질량(M) / 부피(V)​ (단위: kg/m³, g/cm³ 등)물의 밀도는 4℃에서 최대가 되며 온도가 올라가거나 내려가면 밀도는 감소한다.2. 비중 (Specific Gravity)기준 물질(보통 물)과 비교한 상대적인 밀도.특정 물질의 밀도를 기준 물질의 밀도와 비교한 상대적인 값. 보통 기준 물질로는 물(액체)이나 공기(기체)가 사용됩니다.무차원 값으로, 비중 = (대상물질의 밀도) / (표쥰물질의 밀도)예: 물의 비중은 1, 철의 비중은 약 7.8.3. 비중량 (Specific Weight)물질의 단위.. 2024. 12. 21.
원소 주기율표와 원자량, 분자량 원소 주기율표 (Periodic Table of Elements)원소 주기율표는 모든 화학 원소를 성질에 따라 배열한 표로, 화학과 물리학에서 매우 중요한 도구입니다. 이 표는 원자번호, 전자배치, 그리고 원소의 화학적 성질에 따라 배열되어 있습니다. 드미트리 멘델레예프(Dmitri Mendeleev)가 1869년에 처음으로 체계적인 주기율표를 제안했습니다.가. 구조와 배열1) 원자번호원자번호는 원소의 원자핵 속에 있는 양성자 수를 의미합니다.주기율표는 원자번호 순서대로 배열됩니다.2) 주기 (Periods)수평 행으로 배열된 원소군을 의미합니다.총 7개의 주기로 나뉘며, 원소가 가지는 에너지 준위의 개수를 나타냅니다.3) 족 (Groups)수직 열로 배열된 원소군입니다.같은 족에 속한 원소들은 비슷한 .. 2024. 12. 21.
염소이온이 플라스틱에 미치는 영향 수돗물 속 염소이온(Chloride Ion, Cl⁻)이 플라스틱에 미치는 영향은 주로 물질의 종류, 환경 조건, 그리고 플라스틱의 내구성과 화학적 저항성에 따라 달라집니다. 다음은 주요한 영향을 설명한 내용입니다.1. 염소이온이 플라스틱에 미치는 주요 영향1) 화학적 분해염소이온 자체는 비교적 안정적이지만, 염소이온이 존재하는 환경에서 산화제(예: 활성 염소, Cl₂, HClO)가 함께 작용하면 플라스틱의 화학 구조에 손상을 줄 수 있습니다.특히, 고온이나 자외선(UV)과 결합할 경우, 산화-환원 반응이 가속화되어 플라스틱의 분자 사슬을 끊거나 열화를 촉진합니다.2) 스트레스 크래킹(Stress Cracking)염소이온은 특정 조건에서 플라스틱 내부의 미세 균열을 유발하거나 기존 균열을 확장시킬 수 있습.. 2024. 12. 20.
마이크로보이드 (Micro Void) : 재료 속 숨겨진 공간의 비밀 마이크로보이드란 무엇인가?재료 내부에 존재하는 마이크로보이드(Microvoid)는 육안으로 확인할 수 없을 만큼 작은 빈 공간입니다. 주로 금속, 폴리머, 세라믹, 복합재료와 같은 다양한 물질에서 나타나며, 크기는 보통 수 마이크로미터(μm) 수준입니다. 이 작은 빈 공간들이 어떻게 형성되고, 어떤 영향을 미치며, 어떻게 제어할 수 있는지 자세히 알아보겠습니다.1. 마이크로보이드의 형성 원인마이크로보이드는 재료가 만들어지는 과정에서 또는 사용 중 발생할 수 있습니다.1) 제조 과정에서의 형성성형 공정 중 공기포획: 주조나 적층 제조 과정에서 기포가 제거되지 않으면 보이드가 생성됩니다.냉각과 수축: 재료가 응고하거나 냉각될 때, 균일하지 않은 수축으로 인해 미세한 공간이 형성됩니다.2) 외부 영향에 의한 .. 2024. 12. 19.
플라스틱의 가수분해 및 용제에 의한 열화 1. 플라스틱의 가수분해에 의한 열화가. 가수분해란?가수분해는 물 분자(H₂O)가 화학 결합에 개입하여 결합을 끊는 화학 반응입니다.플라스틱의 경우, 고분자 사슬에 있는 특정 화학 결합(예: 에스터, 아마이드, 우레탄 결합)이 물과 반응하여 분해됩니다.나. 가수분해 메커니즘결합의 약화: 물이 고분자 구조에 침투하여 화학적 결합(주로 에스터 결합과 같은 친수성 결합)을 분해.분자량 감소: 고분자 사슬이 분리되어 평균 분자량이 낮아짐.기계적 성질 저하: 분해된 사슬은 더 이상 네트워크 구조를 유지하지 못하므로 강도, 경도, 내구성 저하.다. 영향받는 플라스틱 종류폴리에스터(PET, PBT): 에스터 결합이 가수분해에 취약.폴리우레탄(PU): 우레탄 결합이 가수분해되면 강도 저하.폴리아미드(Nylon): 아마.. 2024. 12. 18.
플라스틱 유리전이온도, 녹는점과 고분자의 분자량 관계 유리전이온도(Tg)와 녹는점(Tm)은 고분자의 분자량과 밀접한 관계가 있습니다. 고분자의 분자량은 분자 사슬의 길이를 결정하며, 이는 고분자의 열적 특성과 상전이 온도에 영향을 줍니다. 아래에서 이 관계를 상세히 설명하겠습니다.1. 유리전이온도(Tg)와 분자량의 관계가. 유리전이온도란?유리전이온도(Tg)는 고분자가 유리상태(딱딱하고 비정질)에서 고무상태(유연하고 탄성)로 전이되는 온도입니다.주로 비정질 고분자(또는 결정질 고분자의 비정질 부분)에서 나타납니다.나. 분자량의 영향저분자량 고분자의 경우, 분자 사슬의 끝단(말단 효과)이 더 큰 영향을 미칩니다. 말단은 유리전이 온도에 기여하지 않으므로, 저분자량일수록 Tg가 낮아집니다.분자량이 증가하면 말단의 영향이 점점 작아지며, Tg는 일정 값에 수렴합니.. 2024. 12. 17.
플라스틱의 열 열화와 광(자외선)열화 플라스틱은 다양한 화학 구조를 가진 고분자(polymer) 소재로, 열이나 광(자외선) 같은 환경적 요인에 노출되면 물리적, 화학적, 기계적 성질이 저하될 수 있습니다. 이러한 현상을 각각 열 열화와 광 열화(자외선 열화)라고 합니다. 아래에서 두 열화의 원인, 과정, 영향을 자세히 살펴보겠습니다.1. 열 열화(Thermal Degradation)가. 정의열 열화는 플라스틱이 고온 환경에 장시간 노출되어 분자 구조가 변형되고, 물리적/기계적 성질이 저하되는 현상입니다. 이는 화학 결합이 깨지고 고분자 사슬이 분해되면서 발생합니다.나. 열 열화 메커니즘  (1) 고분자 분해높은 온도가 플라스틱의 화학 결합을 파괴하여 분자량이 감소하고 강도가 약화됩니다.열분해(Pyrolysis): 고온에서 화학적 분해가 일.. 2024. 12. 16.
플라스틱의 저 결정성, 비정질 구조 플라스틱의 저 결정성(low crystallinity)과 비정질 구조(amorphous structure)는 플라스틱의 분자 구조와 특성을 설명하는 중요한 개념입니다. 이를 이해하려면 플라스틱이 결정성과 비정질성이라는 두 가지 구조 형태를 가질 수 있다는 점부터 알아야 합니다.1. 결정성 구조 (Crystalline Structure) (1) 결정성 구조란?플라스틱의 고분자 사슬이 일정하고 반복적인 배열을 가지는 부분입니다.이 영역은 마치 금속이나 소금처럼 분자가 잘 정렬되어 있고 규칙적인 패턴을 이룹니다. (2) 특징강도와 경도가 높고, 열적 안정성이 우수합니다.투명도가 낮고, 주로 불투명합니다.일반적으로 내화학성이 좋습니다.예: 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 나일론 등.2. 비정질 구조.. 2024. 12. 14.
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