반응형 에너지 화학 | 로켓 추진제 - 2부 로켓 추진제의 성질 [표 1]에서는 일반적인 로켓 연료로서 이들의 바람직하지 않은 성질을 나타내었다. 로켓 엔진은 밖으로의 흐름을 조절하는 노즐을 갖도록 설계되었고, 반응 기체는 이 노즐을 통해 빠른 속도로 흘러서 압력이 낮은 곳으로 팽창하게 된다. 표 1 몇 가지 로케트 추진제의 성질 화 합 물 끓는점(℃) 특 성 불소 -188 반응성이 매우 크고 유독하다. 연소에 의해 생성된 불화 수소도 역시 매우 유독하다. 액체 불소는 저온액체로서 다루어야 한다. 산소 -183 반응성이 매우 크지만 불소보다는 작다. 액체산소도 역시 저온액체이다. 사산화질소 21.2 반응성이 매우 크고 유독하다. 끓는점이 낮기 때문에 취급하기가 어려운 액체이다. 수소 -252.8 인화성이 매우 크다. 저온액체로서 다루어야만 한다. .. Chemistry/생활 속 화학 2020. 11. 23. 에너지 화학 | 로켓 추진제 - 1부 로켓 추진 시스템에 사용되는 산화제와 환원제 로켓 엔진에서는 열이 방출되는 발열 반응의 화학 반응이 일어난다. 이 반응열은 기체 반응 생성물을 팽창시킨다. 기체가 뜨거울수록 팽창력이 커지는 것은 모든 기체들이 가지고 있는 기본적인 성질이다. 이처럼 뜨거운 기체 생성물을 생성시키는 모든 화학 반응들은 로켓의 추진 시스템에 사용될 수 있다. 핵 반응로에서 나오는 열도 역시 기체를 뜨겁게 할 수 있기 때문에 사용할 수 있지만 이 분야의 것은 여기서 언급하지 않겠다. 일반적으로 로켓 추진 시스템은 산화제와 환원제를 필요로 한다. 액체 연료를 사용한다면 보통 산화제와 환원제는 점화하기 전까지 안전을 위해서 각각 다른 용기에 따로 저장한다(그림 1 참조) 1932년 이태리인 루이기 크로코는 니트로글리세린과 같은 화.. Chemistry/생활 속 화학 2020. 11. 10. 에너지 화학 | 자동차에 쓰이는 소모품 휘발유 첨가제 휘발유 첨가제는 연소 효율을 높이기 위하여 사에틸납(TEL)을 첨가해 왔다. 그러나 사에틸납은 납 공해를 일으키기 때문에 이것 대신에 방향족 노킹 방지제를 가솔린에 사용하고 있다. 그리고 이것 외에도 많은 종류의 첨가제가 [표 1]과 같이 가솔린의 성능을 증진시키기 위하여 사용되고 있다. 표 1 휘발유 첨가제들 첨 가 제 화합물의 예 목 적 퇴적방지제 Tricrecyl phosphate(TCP) 폭발을 지연시켜 조기폭발을 막음 산화방지제 Phenylenediamine 과산화물 생성을 막아 엔진노킹 방지 착물형성제 Ethylenediamine 구리와 같은 금속에 촉매작용으로 거대분자의 물질 형성 부식방지제 Trimethylphosphate 엔진금속표면을 도포하여 수분침식 방지 방빙제 Ethy.. Chemistry/생활 속 화학 2020. 10. 22. 에너지 화학 | 대체 에너지의 개발 - 2부 원자핵 연료 원자핵의 연구는 20세기에 들어와서 활발하게 이루어졌다. 핵에너지를 처음 사용한 것은 세계 2차 대전 동안 맨하탄 계획에 의하여 원자탄을 개발한 것이다. 그 후 원자력의 평화적인 이용정책으로 미국 원자력 위원회의 연구 프로그램이 개발되었고, 이의 결과로 현재 세계 여러 나라에서 원자력 발전으로 전기를 얻고 있다. 현재 전기를 생산하는데 원자핵 에너지의 사용율은 미국보다 유럽이 훨씬 앞서 있다. 예를 들면, 프랑스가 핵반응으로 전기의 약 65%를 공급하는 반면에 미국은 20%에 불과하다. 원자력 발전의 연료는 우라늄이다. 우라늄 원료의 특성은 엄청나게 큰 농축된 에너지를 갖고 있는데, 예를 들면 같은 질량의 석탄에서 나오는 열보다 무려 20,000배 가량의 열을 원자로에서 얻을 수 있다. 앞으.. Chemistry/생활 속 화학 2020. 10. 4. 에너지 화학 | 대체 에너지의 개발 - 1부 지열 에너지 지열 또는 온천열은 지구 내부가 용융 상태의 용암으로 되어 있어 뜨겁기 때문에 생기는 것이다. 지각을 파고 들어가면 매 킬로미터 당 온도가 평균 25℃씩 증가한다. 지열에 의하여 생기는 간헐천이나 온천지대에서는 건물의 난방에 이를 이용할 수 있다. 미국의 캘리포니아에서는 온천열로부터 상업적 가치가 있는 전기를 생산하고 있는데, 인공적으로 바위에 구멍을 뚫어서 흘러나오는 용암으로부터 물을 순환시켜 열을 얻는다. 미국의 경우 1984년에 생산된 지열은 2.6×1013BTU이었고, 2020년에 이르면 1.85×1016BTU에 이를 것으로 추상된다. 풍력 에너지 풍력 에너지는 바람을 이용한 풍차에서 얻어진다. 지상의 어떤 지역이 태양열에 의해 더워지면 그 지역의 공기가 뜨거워져서 팽창되고 팽창된 공.. Chemistry/생활 속 화학 2020. 9. 18. 에너지 화학 | 에너지 자원 화석 연료 화석 연료는 석탄, 석유 및 천연가스의 형태를 말하고 지상 또는 지하에서 발견된다. 화석 연료는 지구표면에 무성히 자랐던 식물, 동물들이 지각변동으로 지하에 묻혀 지열과 압력으로 탄화되거나 석유 및 가스화되어 저장된 형태이다. 식물의 성장과정은 탄소 동화작용을 통해서 이루어지는데 탄소동화작용에 필요한 태양 에너지는 지표면에 도달하는 총 태양 에너지의 약 0.02%에 해당하는 광에너지가 식물을 성장시켜 준다. 따라서 화석 연료에 저장되어 있는 에너지는 태양으로부터 온 것이며 화석 연료가 탈 때 화학 에너지가 방출된다. 각 형태의 화석연료에 대한 방출 에너지의 양이 [표 1]에 실려 있다. 표 1. 화석연료의 산화에서 방출되는 에너지 양 연 료 반 응 식 방출되는 에너지 석 탄 C + O2 → C.. Chemistry/생활 속 화학 2020. 9. 11. 에너지 화학 | 에너지의 기본 원리 넓은 의미에서 에너지는 일을 할 수 있는 능력이다. 어떤 물체가 E라는 크기의 일을 할 수 있는 상태에 있을 때, 이 물체는 E라는 크기의 에너지를 갖고 있다고 말한다. 높은 곳에 있는 물체는 물리적인 의미에서 그 높이에 상응하는 위치에너지를 갖고 있으며, 또 움직이고 있는 물체는 그 속도에 의해서 결정되는 운동에너지를 갖고 있다고 한다. 자연계에는 물질 내에 보유되어 화학 변화에 따라 방출되는 화학에너지, 원자핵의 변환에 따라 생기는 원자에너지를 비롯하여 열에너지 그리고 전자기적 에너지 등 여러 가지 물리적 상태에 따라서 그 크기가 결정되는 많은 에너지가 있다. 1. 에너지와 힘의 정의 에너지의 단위는 일의 단위와 마찬가지로 보통 erg 또는 J(Joule)을 사용한다. 열에너지(열량)에 관해서는 관용.. Chemistry/생활 속 화학 2020. 9. 7. 이전 1 다음 반응형