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무엇이 화학 반응을 일으킬까요? - 카림 자라

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    있잖아요, 여러분이 가끔씩
    빵을 구우려 하지만
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    바나나가 전부 썩어있고
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    식기들은 녹슬어 있고,
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    넘어지고 식초가 담긴 단지에
    베이킹 소다를 쏟아서
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    오븐이 폭파되는 때가 있잖아요?
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    친구여, 여러분과 여러분의 화학 반응은
    엔탈피와 엔트로피에 희생된 겁니다.
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    그리고, 아이구, 그것들은
    정말이지 꽤 영향력도 있죠.
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    여러분의 반응물들은
    모두 산물이 된 것입니다.
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    그러면, 이 E로 시작하는 글자들은
    무엇이고 그 전체적인 의미는 뭘까요?
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    우선, 엔탈피부터 생각해봅시다.
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    이건 화학 반응 중에 발생하는
    에너지의 증가나 감소를 의미합니다.
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    모든 분자들은 특정한 양의
    화학적인 잠재 에너지를 가지고 있죠.
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    이 에너지들은 분자를 이루는
    원자들이 결합된 부분에 저장됩니다.
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    많은 에너지가 저장된
    화학 물질들은 불안정하고
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    덕분에 반응을
    더 잘 일으킬 가능성이 많죠.
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    반응이 일어날 때의
    에너지 흐름을 그림으로 나타내 봅시다.
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    수소와 산소의 연소를 미니 골프를
    치는 것으로 나타내 보겠습니다.
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    우리의 목표는 공, 즉 반응물을 약간
    띄워서 언덕모양처럼 상승하게 한 후
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    가파른 내리막길 아래로
    보내는 것입니다.
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    공이 언덕을 올라갈 때,우리는
    공에 에너지를 더 넣어야 합니다.
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    그리고 공이 내려가기 시작하면
    공은 에너지를 주변에 발산하죠.
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    구멍은 산물이나 반응의
    결과물을 나타냅니다.
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    반응 단계가 끝나면
    공은 구멍 안으로 들어가고
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    우리는 산물을 얻게 됩니다.
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    물 말이죠.
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    이것이 오븐이 폭발했던 것과
    같은 과정이고
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    이걸 발열 반응이라고 부릅니다.
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    화학 물질의 최종 에너지가
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    최초의 에너지 보다 적고
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    주변 환경에 영향을 미쳤다는 의미죠.
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    빛이나 열 같은 것들로요.
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    그러면 이제 정 반대의 성격을
    가진 반응으로 넘어가봅시다.
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    바로 흡열 반응이죠.
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    이것은 최종 에너지가 최초의
    에너지 보다 더 많다는 의미입니다.
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    이게 바로 우리가 빵을 구워서
    일으키려는 반응이죠.
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    오븐에서 발산되는 열은
    달걀의 단백질이나
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    버터의 다양한 화합물들의
    화학적 구조를 바꾸게 되는 겁니다.
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    그러니까, 이게 바로
    엔탈피라는 겁니다.
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    여러분도 예상했겠지만
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    발열 반응은 흡열 반응보다
    더 자주 일어납니다.
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    발열 반응에 필요한
    에너지가 더 적기 때문이죠.
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    그런데 그것은 반응을
    일으키는 또 다른
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    독립적인 요소가 있기
    때문이기도 합니다.
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    바로 엔트로피 입니다.
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    엔트로피는 화학 물질의
    임의성을 측정합니다.
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    여기 수 많은 골프공으로
    만든 피라미드가 있습니다.
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    이것은 가지런한 구조이고,
    엔트로피가 적다는 것을 의미합니다.
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    그런데 이 피라미드가 무너지면
    공들이 높고 넓게 튀면서
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    모든 곳에 혼란이 생기죠.
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    이런 일이 너무 심하게 일어나서
    어떤 공들은 언덕을 넘어가기도 합니다.
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    이런 일을 불안정화나
    높은 엔트로피로 변화하는 상태가
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    반응이 일어날 수 있게
    해 주는 것입니다.
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    골프공들을
    실제 화학 물질이라고 한다면
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    이런 불안정한 구조로의 변화는
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    몇몇 반응물이 언덕을
    넘어갈 수 있게 해줍니다.
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    즉, 반응이 일어나게 해주는 것이죠.
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    여러분은 엔탈피와 엔트로피가
    작용하는 것을
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    저녁을 하기 위해 피운
    모닥불에서도 볼 수 있습니다.
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    성냥이 연소 흡열 반응을 일으키기에
    충분한 에너지를 넣어주고
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    그 에너지가 장작 안에 있는
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    불에 잘 타고
    많은 에너지를 가진 물질을
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    적은 에너지를 가진 물질인
    이산화탄소와 물로 바꿔주는 거죠.
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    여기서 엔트로피는 반응이
    잘 되고 오래가도록 도와줍니다.
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    가지런하고 조직된 나무조각이
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    이제 임의적으로 움직이는 수증기와
    이산화탄소로 변화되었기 때문이죠.
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    그리고 이 발열반응으로 생긴 에너지는
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    여러분의 저녁을 만들기 위한
    흡열반응을 일으키는 힘이 되는 것이죠.
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    맛있게 많이 드세요!
Title:
무엇이 화학 반응을 일으킬까요? - 카림 자라
Description:

전체 수업 보기 : http://ed.ted.com/lessons/what-triggers-a-chemical-reaction-kareem-jarrah

화학 물질들은 우리 주변의 모든 것들에 있고, 그것들 사이의 반응들을 숟가락에 녹이 쓰는 것 부터 가스레인지가 켜지는 것 까지 모든 것들에서 나타납니다. 그런데 우선, 이런 반응들은 왜 일어나는 것일까요? 카림 자라가 흡열반응과 발열반응을 일으키는 근원적인 힘인 엔탈피와 엔트로피에 대한 실험으로 이 질문에 답해 줄 것입니다.

수업 : 카림 자라(Kareem Jarrah), 애니메이션 : (주)플레밍 메두사 스튜디오(Flaming Medusa Studios Inc.)
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
03:46

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