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[추석 차례상] 차례에 대하여.. 평가A좋아요

1. 차례의 의미○ 차례의 유래와 의미차례란 음력 매달 초하룻날과 보름날, 명절날, 조상 생일 등에 간단히 지내는 제사로서, 영남 ·호남 지방에서는 차사(茶祀)라고 한다. 차례는 원래 다례(茶禮)라고 하여 문자 그대로 다(茶)를 행할 때의 모든 예의범절을 뜻하는 말이었으나, 지금은 다례라 하면 옛날 궁중의 다례나 불교의 다례 등을 뜻하는 말이고, 차례는 명절에 지내는 속절제(俗節祭)를 가리킨다. 또한 차례 자체도 지방에 따라 다르지만, 대개 정월 초하룻날과 추석에만 지내는 것이 관례로 되었다.옛날에는 정초에 차례를 지낼 때 ‘밤중제사(또는 중반제사)’라 하여 섣달 그믐날 밤 종가(宗家)에서는 제물과 떡국을 차려놓고 재배(再拜) ·헌작(獻酌) ·재배한 다음, 초하룻날 아침에 다시 차남 이하 모든 자손이 모여 메를 올리고 차례를 지냈다. 모시는 조상도 고조부모 ·증조부모 ·조부모 ·부모의 4대를 대접하였으나 지금은 가정의례준칙에 의하여 조부모 ·부모의 2대만 제사지낸다. 사당(祠堂)이 있는 집에서는 사당에서 지내고 기타 가정에서는 대청이나 안방에서 지내며 차리는 음식은 정초에는 떡국, 추석에는 송편을 기본으로 하고 과일 ·포 ·탕 ·식혜 ·어적 ·산적 ·나물 ·전 ·편 ·국 ·메 등을 마련한다. 제사는 먼저 제물의 진설이 끝나면 장자(長子)가 재배하고 헌작한 다음 메를 올린다. 올린 메에 수저로 十자의 자국을 낸 다음 45 ° 각도로 꽂고 일동이 재배한다. 국을 내리고 숭늉을 올린 다음 숭늉에 밥 3숟가락을 만다. 메에 뚜껑을 덮은 다음 차남이 아헌(亞獻), 3남이 첨작한 후 일동 재배하는 것으로 끝낸다.다시 말하면, 차례(茶禮)는 간소한 약식 제사이다. 가례 를 비롯한 예서에는 차례라는 것이 없다. 그러나 우리 나라에서는 관습적으로 민족 명절에 조상에게 올리는 제사를 차례라고 한다. 또 우리의 차례 절차에는 술은 올리지만 차는 쓰지 않는데 차례라는 이름은 중국에서 유래한 것으로 보인다.오늘날의 차례는 사당 제도와 밀접한 관련이 있는 것으로 생각된다. 가례 에 의속제)설,추석때 지내는 차례로서 오늘날 제사의 상징처럼 중요하게 인식되지만, 예전에는 속절 제사라고 불리던 것으로 예법에 있는 제사가 아니다. 따라서 어떠한 예서에서도 이 명절의 차례에 대한 전례가 수록되지 않다. 말하자면 명절의 차례는 산 사람들만 즐겁게 지내기 미안하여 마련한 약식 제사라고 할 수 있다. 이는 아마도 『가례』의 사당편에서 초하루와 보름의 참례 중 보름에는 차를 올리는 의식에서 그 이름이 유래되었을 것으로 생각되고 있다. 그러나 우리의 차례 절차에는 술을 쓰고 차는 쓰지 않는다. 차례가 중시된 데는 우리 나라에서 시제가 쇠퇴하면서 이것이 일면 시제의 기능을 갖게 된 사정과 관련이 있는 것으로 보인다. 『사례편람』등에서는 시제를 속절(명절)에 올려도 무방하다고 되어 있기 때문이다.차례는 시제에서와 같이 제사의 대수 안에 있는 조상들을 한자리에서 함께 지낸다. 예를 들어 고조까지 4대 봉사하는 가정에서는 고조부모 이하의 조상들을 함께 제사하는 것이다. 예전에는 설날에는 집에서, 한식과 추석에서는 묘소에서 차례를 지내는 것이 보통이었으나 요사이는 모두 집에서 지내는 것이 관례화되었다. 차례의 제사는 일종의 약식 제사로서 그 절차가 매우 간소하였다. 술은 한번만 올리고 축문도 사용하지 않는다. 또 떡국이나 면, 떡 등 그 계절에 먹는 음식을 올리고 밥과 국은 올리지 않았다. 그러나 근래에는 추석과 설날의 차례에 밥과 국을 올리는 집이 많다.○ 차례의 준비가정에서 차례를 지낼 때는 제구의 설치나 제수의 준비가 기제사나 시제의 경우와 대동 소이하다. 다만 차례는 기제사의 대상인 많은 조상에게 모두 지내야 하기 때문에 종류는 같아도 숫자는 많다. 고조부모까지 4대봉사를 하는 경우 신위를 모시는 교의, 제수를 차릴 제상, 제수를 담을 각종 그릇은 모두 네 벌이 있어야 하고 그 밖에 병풍, 향안, 향합, 소탁, 자리등은 한 벌만 있으면 된다. 그 배설은 시제와 같다. 차례는 봉제의 대상을 한꺼번에 지내므로 신위를 동시에 모시고 제수를 동시에 따로 차려야 하므 잔 드리기를 한 번에 그치고 축문을 읽지 않는다는 점이다. 예서에 따라서는 명절 제사의 축문 서식이 수록 되어 있기도 하지만, 현대에는 사문화되어 사용하지 않는다는 것이다. 우리집안은 보통 다음과 같은 순서에 의해 차례를 지낸다.1 재계 : 하루 전부터 집안 안팎을 청소하고 목욕 재계하여 차례를 지내기 위한 한 마음의 준비를 한다.2 제상과 집기의 설치 : 하루 전에 차례를 지낼 장소에 위치를 정하고 제구와 제기를 설치할 준비를 한다.· 제구(祭具)와 제기(祭器)제사에 쓰는 모든 기구(器具)를 말한다. 제구는 문화의 발달, 산업의 진보 과정에서 크게 변천하였으며, 민족마다 습속/종교에 따라 양식/용도/명칭 등이 다르다.우리 나라에서는 일찍부터 중국의 영향을 받고 또 한국 고유의 것을 살리면서 변천하였는데, 크게 분류하면 중국식 제구와 한국 고유의 제구로 나눌 수 있다. 《국조오례의(國朝五禮儀)》의 제기도설(祭器圖設)을 보면 중국식 제구는 변(邊)/두(豆)/보(보) 등을 비롯하여 약 40종이 있다. 이들은 과거 종묘/사직/산천(山川)/분묘/서원 등에서 사용하였으며 일반에게는 생소하다. 한국 고유의 제구는 《사례편람(四禮便覽)》의 에 보면 다음과 같은 여러 가지 제기가 있다.1. 교의(交倚) : 위폐를 모시는 의자2. 제상(祭床) : 제수를 진설하는 높은 상3. 역 : 제상 위를 가리는 작은 장막4. 막(幕) : 제상 주위를 가리는 장막5. 병풍(屛風) : 그림이 아닌 글씨로 된 것6. 촉대(燭臺) : 촛대, 한 쌍7. 모속(茅束)8. 모반(茅盤)9. 주병(酒甁)10. 주전자11. 잔반(盞盤)12. 현주병(玄酒甁) : 물병13. 초접(醋접) : 초장을 담는 그릇14. 시저(匙箸) : 여러 벌 준비15. 시저점(匙箸접)16. 과기(果器) : 과실을 담는 그릇17. 포기(脯器) : 포를 담는 그릇18. 혜기(醯器) : 식혜를 담는 그릇19. 소채기(蔬菜器) : 채소를 담는 그릇, 여러 개 마련20. 장기(醬器) : 간장을 담는 종지21. 반기(飯器) : 밥 그릇22 : 국(나물국을 쓴다)3. 제주(祭酒)4. 탕(湯) : 육탕(肉湯), 어탕(魚湯), 소탕(蔬湯)의 3탕5. 삼채(三菜)6. 가채(家菜) : 콩나물, 숙주나물, 호박, 가지 등7. 산채(山菜) : 고사리, 도라지, 취 등8. 해채(海菜) : 미역, 파래 등9. 생선(生鮮) : 조기, 고등어, 방어, 상어, 문어, 가오리 등10. 육류(肉類) : 쇠고기, 돼지고기, 닭고기11. 포(脯) : 생선류를 얇게 저미어 말린 것(북어, 오징어, 문어, 가오리 등)12. 혜(醯) : 식혜13. 적(炙) : 채소적, 생선적, 육적14. 청장 : 간장15. 초와 초장16. 면(麵) : 국수17. 병(餠) : 떡18. 과자 : 산자, 다식, 약과19. 묵20. 계란21. 김22. 두부23. 과인 : 밤, 대추, 곶감, 은행, 사과, 배, 잣4 제복 입고 정렬하기 : 명절날 아침에 일찍 일어나 제복을 차려 입고, 제 구를 설치한 후 정해진 위치에 선다.5 제상 차리기 : 식어도 상관없는 제수를 먼저 차린다.▶ 차례상 차리기· 음식 만들기차례상을 차리기 위해서는 많은 손길과 정성이 없이는 불가능하다. 우리 집안의 모든 친척분들은 다 서울에 살고 있다. 본가는 인천이라, 차례상을 도와주러 가기가 쉽지 않기 때문에 근처에 사는 고모님들이나, 작은어머님들이 큰댁에 가서 음식물 만들기를 도와드리곤 한다. 추석하면 생각나는 음식중 하나인 송편만들기에 관해 조사한바를 간단히 소개한다.·송편송편을 먹으면 소나무처럼 건강해지는 끈기가 생기며, 절개와 정조가 강해진다고 여겨왔던 우리다. 송편은 흰떡에 솔의 정기를 침투시킨 것으로, 정월초하루 유두, 추석날 제 나이수 만큼 송편을 먹어 솔의 정기를 체질화 시켰다. 특히 솔잎으로 빚은 송주와 솔잎차도 소나무에서 얻는 효과가 적지 않은 것들이다. 송편은 지방마다 빚는 법과 소가 다르다. 새로지은 쌀인 오려쌀로 빚은 송편이 오려송편이다.쌀가루에 쑥, 송기, 치자로 천연색을 들이고, 맛을 달리해서 비취색 쑥송편, 분홍색 송기송편, 노란색 치자송편을 빚는다.0분 정도 센 불에 쪄서 익힌다.8. 쪄낸 송편에 참기름을 바른다.음식에는 추석전날 미리 만들어도 되는 음식들도 있지만, 밥,국등의 음식은 차례지내기 전에 만들고 바로 진설한다.·차례상 차리기{(사진1. 차례상, 제상(祭狀)){(사진2. 향상(香床), 향안(香案)이라고도 한다){(사진3. 손주상)위 사진들은 우리집안의 차례상을 찍어놓은 것이다. 지역에 따라 약간의 차이가 있지만 우리는 조율시이의 진설법에 의한 방법으로 진설한다. 다음으로 차례상차리는 방법에 대해 살펴보았다. 우리집안은 그림 3과 같이 별도의 손수상을 둔다. 이것은 자손없는 귀신들을 대접하기 위한 상이라고 한다. 차례상에 대한 자세한 것을 알아보도록 하자.제수는 곧 제찬(祭饌)이라고도 하는데 각 가문의 형편에 따라 다르고 각지방의 관습에 따라 다른 점이 있다. 다만 제수의 많고 적음보다는 그 정성에 치중하여 지내는 것이 바람직하다. 그러나 옛날부터 우리 조상들이 지켜온 제수의 격식이 있으므로 그에 준해야 한다.포(脯)는 주로 문어나 건어(乾漁)를 쓰고, 과실에는 밤·대추·배·감·은행 등을 쓰되 홀수여야 한다. 그리고 소채(燒菜)로는 두 가지의 익힌 나물과 한 가지의 김치를 쓴다. 어물(魚物)로는 주로 조기를 쓰며, 육물(肉物)엔 집짐승의 고기를 쓰는게 좋다. 적(炙)으로는 육(肉)과 간(肝)을 이용하느데, 진찬(進饌)이라고 하여 간을 초헌 때 올리고 육은 아헌과 종헌 때에 올린다.떡과 간장을 준비하고, 국은 육물·생선·홍합·채소 등으로 한다. 옛날엔 탕(湯)을 어(魚)·육(肉)·소(蔬) 등으로 3탕을 올렸으나 요즘은 단탕(單湯)으로 위의 재료를 혼합하여 쓴다. 진설에 있어서도 아무렇게나 늘어놓아서는 안된다. 원칙을 지켜야 하는데 주로 율곡(栗谷)선생의 진설 방법을 따르고 있다. 미리 준비해야 할 것은 목제로 된 위패, 모사(茅沙) 그릇과 향로 촛대 등 이다. 진설하는 위치를 말할 때 제사 지내는 신위를 향하여 우편을 동쪽, 좌편을 서쪽으로 삼는다. 즉 다음과 같은 위치로 진설한다.일반적으로 제주진설하

인문/어학| 2002.12.17| 13페이지| 1,000원| 조회(3,218)

전통문화, 제사, 제사상, 추석, 차례

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[공업화학실험] 환원반응 (예비보고서)

1. 실험 제목환원반응2. 실험목적1 산화,환원 반응을 이해, 산화제- 환원제에 대해 기본사항 습득2 acetophenon에서 해당 alcohol의 합성3 목적물의 생성 확인 및 정제법의 이해3. 실험기구 및 장치각종초자(플라스크, 비이커, 피펫, 분액깔대기, 크로마토그래피용 컬럼),분석기기(Thin Layer Chromatography, UV detector)4. 실험순서1) 잘 건조된 플라스크에 acetophenon 0.5g과 ethanol 4ml를 넣는다.. acetophenon의 분자량 : 120.15g∴ 0.5/120.15 = 4.16mmol. ethanol : 4.16mmol*0.046g/mmol = 0.19gethanol의 비중 = 0.7893g/ml∴ 0.19g/0.7893g/ml = 0.24ml가 나온다.반응성과 오차를 생각하여 충분한 과량을 넣자 (4ml)2) 약 5분간 교반한 후 0℃ 얼음물로 냉각시킨다.(bath이용)3) 15분 정도 냉각시킨 후 {NaBH sub 4를 0.315g 넣는다.(다 넣으면 bath제거). {NaBH sub 4의 분자량 : 0.038g/mmol∴ 0.038g/mmol * 4.16mmol * 2(2분자가 반응하므로) = 0.315g. acetophenon과 ethanol 그리고 {NaBH sub 4의 반응으로 product생성4) 3시간 정도 교반 후 TLC로 반응정도를 확인한다.. 전개액 ( ethylacetate/hexane = 20/80 ). 실제 실험에서는 1시간 전후로 반응이 종결된다.5) 반응이 완전히 진행되었으면 교반을 멈추고 반응을 종결한다.6) Evaporator를 이용해 ethanol을 제거한다.. ethanol의 끓는점은 78.3℃라서 진공상태에서 쉽게 증발가능하다.. evaporator 로 증류시 오랜 시간동안 증류하거나 온도가 잘못 되면 생성물인 acetopenol까지 날아갈 수 있으니 유의7) 플라스크에 MC(diethyl ether)(4ml)와 물(2ml)를 넣고 잘 흔들어 층이 분리되면. R-O-R'로 대표되는 ether는 화학적으로 안정하지만 진한 황산, 요오 드화수소, 오염화인 등에는 분해되어 알코올과 할로겐화물을 만든다. 우리가 실험한 것은 나트륨의 알콕시와 처리시켜 에테르를 얻었다.. 비이커는 아세톤과 물로 세척하여 잘 건조시킨 상태이어야 한다.8) 비이커에 건조제({MgSO sub 4)를 넣고 filtering 한다.. 물을 건조할 때 건조제로 {MgSO sub 4를 사용하였고 가루가 없어질 때까지 넣어야하나 알콜도 조금 녹을 수 있으므로 너무 과량을 넣으면 원하는 수율을 얻기가 힘들다.9) 플라스크에 받아 evaporator로 MC를 제거하고 무게를 측정한다.. ether의 양이 눈으로 보기에도 얼마되지 않으므로 실제 증발시키지 않는다.10) Column을 통해 순수한 물질을 얻어낸다.. 컬럼을 통한 방법은 시간상의 이유로 실제로 행하지 않는다.5. 실험 원리 및 이론. 수소화음이온에 의한 카르보닐기의 환원으로부터 알코올의 제조. 산소는 탄소보다 전기음성적이므로 카르보닐기에서 전자의 분포는 두 원자사이에서 균일하지 않다.. 카르보닐기에서 탄소는 친전자성이며 산소는 친핵성이다.▷ Reaction Mechanism{{▷ 환원반응의 mechanism에 대해화학 반응은 전자가 출입하여 이루어지는 반응(산화 환원 반응) 양성자가 출입하여 이루어지는 반응(산 염기 반응) 산화와 환원을 판단하는 기준이 무엇인지 그 정의 부터 배운다.{전자산소수소산화수산화잃는다얻는다잃는다증가환원얻는다잃는다얻는다감소Na --> Na+ + e- : 나트륨이 전자를 잃었으므로 산화 Cl + e- --> Cl- : 염소가 전자를 얻었으므로 환원 CuO + H2 --> Cu + H2O : 산화구리(II)가 구리로 산소를 잃고 환원, 수소가 산소를 얻어 산화 산화구리(II)에서 구리의 산화수가 +2, 수소와 반응 뒤에 구리의 산화수는 0 으로서 구리는 환원하였고, 수소의 산화수는 0 에서 +1로 산화● 전자의 이동과 산화 환원 반응1) 산화1 산소와 결합, 수소를 잃는 응2) 환원1 산소를 잃거나 수로를 얻는 반응2 전자를 얻어 산화수가 감소하는 반응3) 산화수 : 이온으로 되었을 때의 전하량: 공유결합을 이루는 전자쌍이 전기음성도가 큰 원자에 속해있다고 가정 했을 때의 원자가 가지는 전하● 산화제 . 환원제의 양적 관계1) 산화제 . 환원제1 산화제 : 자신은 환원되어 다른 것을 산화시키는 물질2 환원제 : 자신은 산화되어 다른 것을 환원시키는 물질4 HCl-1 + Mn+4O2 Mn+2Cl2 + Cl20 + H2O+-- 산화-- +-----환원-----HCl : 환원제 MnO2 : 산화제3 산화 . 환원 짝산화제에 의해 환원된 물질 -+환원제에 의해 환원된 물질 -+ 의 짝강한 산화 . 화원제의 환원짝, 산화짝은 약한 환원 . 산화제이다2) 산화제 . 환원제로 쓰일수 있는 물질1 산화제 : 전자를 얻는 성질이 강한 비금속 원소산화수가 높은 원소를 포함한 화합물KMnO4 (Mn : 산화수 +7) K2Cr2O7 (Cr의 산화수 +6)2 환원제 : 전자를 주는 성질이 강한 금속 원소산화수가 낮은 원소를 포함한 화합물H2S (S의 산화수 -2) SnCl2 (Sn의 산화수 +2)3) 산화제와 환원제의 양적 관계1 산화제 : 자신은 환원되므로 전자를 얻음2 환원제 : 자신은 산화되므로 전자를 잃음4) 산화 . 화원 반응의 완결▷ TLC의 원리 및 응용◆ 얇은 막 크로마토그래피(TLC)의 원리얇은 막 크로마토그래피(thin layer chromatography : TLC)에서는 거름종이 대신에 유리판에 실리카겔, 셀룰로오스 분말 또는 산화 알루미늄 등과 같은 지지체의 얇은 막을 입힌 것을 사용한다. 따라서, TLC 법은 원리상으로는 종이 크로마토그래피와 크게 다를 것이 없다. TLC 법은 종이 크로마토그래피에 비해 시간이 훨씬 절약될 뿐 아니라(전개 시간은 대개 20분∼1시간 정도), 전개가 효과적으로 이루어지며, 그 반점에는 물질이 농축되어 있어서 상당히 작은 농도의 화합물까지도 검출할 수가 있다. TLC의 지지체는 거름종이와는 달리 안정하다. TLC 법을 실시할 때 지지체에 미리 형광 색소 같은 것을 섞어 두면 반점을 확인하는데 큰 도움이 된다. 또, 시료에 따라 적당한 지지체를 골라 쓸 수가 있고, 경우에 따라서는 이온 교환성을 지닌 물질을 지지체로 사용할 수 도 있다.◆ 얇은 막 크로마토그래피의 방법(1) TLC용 판{TLC용 지지체를 적당한 양의 물에 풀 어서 유리판(예; 20×20㎝, 4×10㎝) 위 에 250㎛ 두께로 얇게 바른다(그림 Ⅱ -25). 막의 두께가 200㎛ 이하의 것은 Rf값에 큰 영향을 끼치므로 부적당하 다.지지체가 잘 붙게 하기 위해 대개는 구 운 석고 같은 것을 섞는다. 막이 굳어질때까지 공기 중에 두었다가 전개하기 전에 얇은 막판을 건조기(100∼105。C) 속에서 30분∼1 시간 동안 건조시켜 식힌 후에 시료 용액을 점적한다.그러나 지지체를 얇게 입힌 TLC용 유리판(예, 25 TLC plate 20×20㎝, Silica gel 60 F254, merck사) 또는 알루미늄(AI) 판(25 aluminium Sheets 20×20㎝, Silica gel 60 F254, merck사)이 판매되고 있어서 실험실에서 TLC용 판을 만들지 않는 경향이다. (얇은 막 크로마토그래피(TLC)에 의한 혼합 색소의 분리, 위 그림)(2) 시료의 점적{점적은 종이 크로마토그래피에서 실시한 방법에 준하면 된다. 즉, TLC판의 끝 쪽에서 2㎝ 되는 곳에 출발선을 표시하고, 그 위에 1㎝ 간격으로 시료 용액을 점적한다(오른쪽 그림 참조). 그리고 출발선에서 10㎝ 되는 곳에 전진선을 표시해 둔 다.(3) 전개 방법{TLC에서는 상승식 전개법을 쓴다. 즉, 점적한 TLC판을 전개통(왼쪽 그림 참 조) 속에 거의 수직 방향으로 세워둔다.전개통 속이 용매의 증기로 포화되도록 작은 전개통을 사용하고, 또 전개통 안 쪽 3면에 전개 용매를 충분히 흡수한 거름종이로 휘장을 친다. TLC의 경우에도 이미 확인된 대조 물질을 함께 전개시킨다.(4) 반점의 검출 방법종이 크로마토그래피에서와 발색 시약을 뿌려서 반점의 Rf값을 계산한다. 방사성 물질일 경우에는 방사능을 주사하여 반점의 위치를 알아낸다.예로서, TLC법으로 지방질 성분의 분리·확인하는 실험을 설명하기로 한다. 생체 조직에는 각종 지방질이 함께 존재하므로, 지방질의 혼합물 시료를 우선 적당한 용매로 몇 분획으로 크게 나눈 다음, 각 분획 속에 들어 있는 성분을 TLC로 확인힌다. 일반적으로, 중성 지방질의 전개 용매로는 무극성 용매(예, 탄화수소)를 쓰고, 전하를 가진 지방질의 전개에는 극성 용매(클로로포름, 아세트산, 메탄올 등)를 쓴다. 지방질의 TLC에 있어서 가장 많이 사용되는 지지체는 실리카겔이다. 지방질은 디클로로플루오레세인에 의해 녹색의 형광성 반점으로 나타난다. 또, 황산을 뿌려서 지방의 반점(흑색)을 확인할 수도 있다.▷ Column Chromatography의 응용관 크로마토그래피의 원리{관 크로마토그래피는 관에 채운 실리카겔, 알루 미나, 활성탄의 흡착제가 고정상이고 유기 용매 가 이동상이다. 크로마토그래피를 행하는 동안에 용매인 이동상이 흐르는 방향으로 물질을 이동시 키려 하고, 반대로 고정상이 이동상에 따라 흐르 려고 하는 물질을 흡착하여 흐르지 못하게 하는 두 가지 힘이 작용하여 물질이 이동되는 것이므 로, 두 힘의 상대적인 크기에 따라 각 물질이 다 르게 이동되는 것이다. 즉, 흡착되는 힘이 큰 물 질은 천천히 이동되고, 흡착되는 힘이 작은 물질 은 빨리 움직이는데, 각 물질은 한 가지 흡착제 에 대하여 흡착력이 각각 다르므로 크로마토그래피를 행하는 동안 각 성분은 용매에 따라 이동하는 거리가 다르게 된다. 흡착 크로마토그래피에서는 분리할 성분에 적당한 흡착제와 전개 용매를 선택하여 사용하는 것이 매우 중요하다. 흔히 많이 사용하는 흡착제는 아래 표와 같다. 이 중에서 실리카겔이 가장 많이 쓰인다. 흡착제는 활성의 강약에 따라 몇 가지를 섞어서 쓰기도 한다.▷ 유기화학 실험의 방법 및 장치·FT-IR(Fourier-Transform Infrared Spec기)

공학/기술| 2002.12.17| 8페이지| 1,000원| 조회(691)

산화환원, TLC, 화학실험, 환원반응, 유기화학실험장치

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[공업화학실험] Styrene의 유화중합 평가A+최고예요

1. 실험 제목Styrene의 유화중합2. 실험 목적Heterogeneous system 내에서의 유화중합(emulsion polymerization)의 특징과 원리를 Styrene 중합실험을 통해 알아본다.3. 실험 원리 및 이론·중합동일분자를 2개 이상 결합하여 분자량이 큰 화합물을 생성하는 반응을 중합이라 한다. 중합에 의하여 생성된 화합물을 중합체 또는 폴리머라고 한다. 중합체는 중합도에 따라 이합체 ·삼합체 ·다합체라고 불린다. 또 중합체의 원료가 되는 화합물을 단위체 또는 모노머라고 한다.물질의 분자를 A로 나타낼 때, nA → An으로 표시되는 반응에서의 전형적인 예로는 아세트알데히드의 3분자가 결합하여 파라알데히드를 생성하는 반응이나 아세틸렌의 3분자에서 벤젠을 생성하는 반응 등을 들 수 있다. 또 염화비닐에서 폴리염화비닐, 에틸렌에서 폴리에틸렌, 아크릴로니트릴에서 폴리아크릴로니트릴 등을 생성하는 고분자량의 생성물을 만드는 중합도 알려져 있는데 이것들을 첨가중합 또는 고중합이라고 한다. 또 중합이라는 말은 넓게 고분자를 생성하는 반응이라는 뜻으로도 사용되는데, 이 경우에는 축합으로 분류되는 축합중합 등도 포함시킨다.·중합의 종류① 괴상중합 (bulk polymerization)벌크중합이라고도 한다. 고대부터 알려져 있는 가장 간단한 중합방법으로, 장치가 비교적 간단하고 반응이 빠르며, 수득률이 높고 고순도의 중합체를 얻을 수 있으며, 중합체를 그대로 취급할 수 있는 것이 장점이다. 그러나 중합계의 발열이 강하여 온도조절이 어렵고, 중합체의 분자량분포가 넓어지며, 중합체의 석출이 쉽지 않은 단점도 있다. 액체상 또는 기체상의 단위체중합에 잘 이용된다. 축합중합에 이용할 때는 강하게 발열하는 일은 적다. 중합반응의 기초적인 연구를 위해 실험실에서 시행되며, 공업적으로도 유기유리로서의 아크릴수지 제조 등에 이용된다.② 용액중합 (solution polymerization)단위체를 적당한 용제에 용해시켜 용액상태에서 중합하게 하는 방법으로 라디칼중합 및리걸침도의 조절이 쉽고, 촉매와 기타 첨가물 제거도 유리하다. 녹는점이 높은 단위체의 중합에 적합하다. 그러나 한편으로는 용제의 비용, 중합속도가 용액의 농도와 함께 저하하는 일, 용제에의 연쇄이동반응 때문에 중합체의 분자량이 낮아지는 등의 결점이 있다. 이온중합도 이와 비슷하지만, 대체로 부반응이 많아 반응온도의 제어가 극히 중요하므로 용액중합을 사용하는 경우가 많다. 용제의 선택은 이온중합인 경우 특히 중요하다.③ 서스펜션중합 (suspension polymerization)물 속에서 단위체를 기름방울로서 분산시킨 상태에서 중합하는 방법으로 현탁중합이라고도 하며, 비닐화합물의 중합에 잘 이용된다. 단위체의 기름방울이 상당히 클 때 구슬 모양 또는 진주 모양으로 중합체를 꺼낼 수 있다. 적당한 입도로 고르게 하는 데는 수용성인 보호콜로이드를 사용한다. 거친 입상으로 중합체가 얻어지므로 반응계로부터의 중합체의 분리나, 꺼낸 중합체의 가공에 편리하며, 따라서 공업적으로 잘 이용된다. 중합반응은 각각의 입자에 대하여 괴상중합이 일어나고 있는 것으로 해석된다. 괴상중합의 경우보다 반응열의 제어가 쉽다.④ 첨가중합 (addition polymerization)이중결합 또는 삼중결합을 가지는 단위체가 같은 종류의 분자와 첨가반응을 반복하여 중합체를 생성하는 반응으로 부가중합이라고도 한다.이 중합형식에서는 단위체의 단위에서 분자나 원자가 이탈하지 않고 중합체가 생성된다. 따라서, 생성된 고분자중합체의 분자식과 단위체의 분자식과는 거의 일치한다. 1836년 시몬에 의해서 액상 스티렌을 방치하면 고체가 되는 현상이 알려졌고, 그 후 H.슈타우딩거는 이런 종류의 반응을 연쇄반응에 의한 중합반응이라고 해석하였다. 이런 종류의 반응은 같은 종류의 분자 상호간의 반응이며, 적당한 조건에서는 상당한 고분자량의 중합체로까지 생장시킬 수도 있다. 또 생장 도중에 정지시켜서 중간 분자량의 중합체를 얻을 수도 있으므로, 각종 고분자 재료의 합성법으로서 널리 이용되고 있다.첨가중합은 공업적으응이다. 반응 중간체의 성질에 의해서 양이온중합 ·라디칼중합 ·음이온중합의 3가지로 나뉜다. 양이온중합은 산을 촉매로 하여 이소프렌에서 폴리이소프렌을 생성하는 것과 같이 중간체로서 양전하를 가지는 양이온을 거쳐 진행되는 중합을 말하고, 라디칼중합은 염화비닐을 생성하는 것과 같이 자유라디칼 중간체를 거쳐 진행되는 중합, 또 음이온중합은 음전하를 가지는 음이온을 거쳐 진행되는 중합을 말한다.⑤ 에멀션화중합 (emulsion polymerization)유화중합이라고도 한다. 부타디엔 ·비닐화합물 등의 단위체를 에멀션화제에 의해서 물 속에 에멀션화시키고 분산시켜, 라디칼중합을 시행하여 합성수지나 합성고무를 제조하는 중합법이다. 현탁중합이나 용액중합과 함께 공업적으로 극히 중요하다. 표준 처방은 순수 100, 단위체 40∼60, 에멀션화제 1∼3, 촉매 0.1∼0.3이며, 에멀션화제로는 지방산비누 ·라우릴황산소다 등의 음이온성 계면활성제를, 촉매로서는 과산화수소 ·과황산염 ·유기과산화물을 사용한다. 이들 원료를 중합기에 넣고 천천히 휘저으면서 40∼60 ℃로 가열하면, 에멀션화제의 미셀 내에서 단위체의 중합반응이 진행하여, 중합물의 입경 0.05∼0.1 μm의 우유상 라텍스가 생긴다. 이 라텍스를 그대로 사용하거나 농축하여 포움러버 ·도료 ·접착제 등으로 널리 사용하고 있다.에멀션화중합법의 특징은 중합열을 제거하기가 쉬워, 중합계의 온도를 균일하게 유지하기 쉽고, 또한 에멀션의 점성도가 낮기 때문에 중합물의 농도를 높게 함으로써 중합반응의 조작을 관리하기가 쉬우며, 단위생산 능력당의 설비와 가공비가 비교적 싸게 든다는 점이다. 또, 대량생산에는 몇 개의 중합기를 직렬로 연결한 연속중합 방식도 사용된다. 현재 SBR ·NBR ·폴리클로로프렌 등의 합성고무 및 라텍스나 아세트산비닐 ·염화비닐 ·염화비닐리덴 ·아크릴레이트 등 합성수지 라텍스의 생산은 모두 이 방법에 의하고 있다.·유화중합 (emulsion polymerization)▶ 유화 (emulsion)란 무엇인가?◇면활성제로 구성된 이 콜로이드상 입자를 마이셀(micelle)이라고 부르고, 마이셀을 형성할 수 있는 최소한의 계면 활성제 농도를 임계 마이셀 농도(critical micelle concentration, CMC)라고 한다.◇ 마이셀의 모양과 크기:ⓐ 계면활성제의 농도가 낮을 때 (1-2%): 작고 구형, 20-100 Aⓑ 계면활성제의 농도가 높을 때: 크고 막대 모양, 1000-3000 A(길이), 직경은 약 계면활성제 길이의 2배(그림 1. 전형적인 유화 중합의 상태)·일반적인 라디칼 중합의 속도론㉮ 라디칼 중합 단계라디칼 중합은 개시 반응, 전파 반응, 그리고 정지 반응으로 나누어 볼 수 있다. 사슬 이동 반응은 반응 속도론에서는 영향을 주지 않지만, 생성되는 고분자의 사슬 길이와 결국 분자량에 영향을 미치게 됩니다.개시반응:I (개시제) --ki--> 2R' (라디칼) (1)R' + M (단량체) --k'--> R1 (2)전파반응:R1 + M --k1p--> R2 (3)R2 + M --k2p--> R2 (4)Rn + M -- knp--> Rn+1 (5)정지반응:Rn + Rm. --ktc--> Pn+m (6)Rn + Rm --ktd--> Pn + Pm (7)㉯ 라디칼 중합 반응속도식의 유도위의 식 1∼7 처럼 라디칼 중합반응의 각 과정이 일어난다고 하면, 라디칼 중합속도, rp는 식 8과 같이 된다.rp = k'[R'][M] + k1p[R1][M] + k2p[R2][M] + (8)이 식을 다시 정리하면 식 9와 같이 쓸 수 있다.rp = [M]k'[R'] + Σknp[Rn] (9)k'[R']는 매우 작은 값이므로 무시하고, 라디칼의 반응성은 라디칼의 크기와 관련이 없다고 가정하면,k1p = k2p = ...knp = kp 이 성립이것들을 적용하여서 다시 식 9를 정리하면 식 10 이 얻어진다.rp = kp[M]Σ[Rn] = kp[M] (10)[{R}^{●}] 의 값 계산: 여기서{R}^{●}은 성장 라디칼 전체의 농도이다.= ri - rt = 0 (11){2k}_{t}{{R}^{●}}^{2}(15){R}^{●}={{f{k}_{i}[I]} over {{k}_{i}}} ^ {1/2}(16)(17)식 17의 의미: 라디칼 중합속도, rp 는 단량체 농도에 비례하고, 개시제 농도의 제곱근에 비례한다.㉰ 반응속도론적{k}_{i}사슬 길이와 중합도평균 반응속도론적 사슬 길이 (kinetic chain length): ν= ν (18)앞에서 이론적 중합속도식을 유도할 때, rp, ri 와 rt를 구해둔 것을 사용하면 다음과 같다. 식 17과 식 13을 사용하면 다음 식 19가 얻어진다.(19)반응속도론적 사슬 길이 : 단량체 농도에 비례하고 개시제 농도의 제곱근에 반비례한다.식 17과 식 19의 비교:(17)= ν(19)식 17 : 중합 속도를 증가시키는 방법은 단량체 농도를 증가시키거나 개시제 농도를 증가시키면 된다.식 19 : 개시제 농도를 늘이면 고분자 사슬의 길이가 짧아진다, 즉 고분자의 분자량이 작이지게 된다.㉱ 정지반응의 종류와 고분자 분자량◇ 고분자의 생성과 중합도㉠ 결합반응으로 정지 반응이 일어난 경우의 중합도결합반응에 의해 정지반응이 일어날 경우에는 사슬의 길이는 2ν 가 된다.즉, 중합도 (degree of polymerization), Xn 은 식 20과 같이 된다.Xn = 2ν (20)㉡ 불균등반응으로 정지반응이 일어난 경우의 중합도불균등반응에 의해 정지반응이 일어날 경우에는 사슬의 길이는 ν 가 된다.즉, 중합도, Xn 은 식 21과 같이 된다.Xn = ν (21)㉢ 결합반응과 불균등반응이 같이 일어나는 경우의 중합도결합반응과 불균등반응이 같이 일어나는 경우, 우선 단위시간 당 고분자의 생성 속도, d[P]/dt 는 다음과 같이 쓸 수 있다= d[P]/dt (22)이때 수평균 중합도, Xn 은 다음과 같이 쓸 수 있다.Xn =(23)=(24) = (25)정지반응 당 생성되는 고분자의 평균수를 ξ(Xi)는 다음과 같이 정의할 수 있다.= ξ(26)=(27)중합도에 대해서 식을 정리하면 식 28처럼 됩곳

공학/기술| 2002.11.24| 10페이지| 1,000원| 조회(2,834)

화학실험, 스타이렌, 중합, styrene, 유화중합

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[스키] 스키에 대하여..

1. 스키의 정의합판이나 얇은 판자, 글라스, 메탈 등의 재료로 만든 길고 평평한 활면을 구두나 장화에 붙인 것, 또는 이것을 사용하는 스포츠이다. 스키는 경사진 설면을 활주하는 근대스포츠로 발전하여 지금은 동계스포츠의 왕좌를 차지하고 있다. 어원은 스칸디나비아어로 '얇은 판자'를 '스키'라고 부른 데서 유래하며, 옛날에는 겨울철 수렵과 산야를 조사하는 데 요긴한 장비의 하나로 쓰였고, 북유럽에서는 전쟁 때 빼놓을 수 없는 교통수단의 하나였다. 지금까지 발견된 스키로 보아 원시적인 스키는 수천 년(석기시대 추정) 전에 이미 고안되어 북유럽·시베리아·알타이의 산악지방에서 사용되었던 것으로 추정된다. 특히 스칸디나비아반도의 구릉지에서는 일찍부터 겨울철 교통의 실용구로 발달하였다. 옛 시집 《에다》에는 노르웨이의 올라브 1세(재위 995∼1000)가 스키의 명수로 등장하고, 또한 시글루슨왕(재위 1184∼1202)이 1200년에 오슬로의 빙상전쟁에서 장병에게 스키를 쓰게 한 기록도 남아 있다. 역사가 매우 오래되었지만 근대에 이르도록 그 기술의 발달은 매우 미비하였다. 왜냐하면 장화와 바인딩의 개발이 이루어지지 않았기 때문이다. 즉 장화와 스키를 단단히 고정시킬 수 없어 점프나 턴을 할 수 없었던 것이다. 그뒤 1721년 노르웨이 군대 내에 스키 제조공장이 설립되어 발뒤꿈치를 단단히 묶을 수 있도록 가죽끈을 고안하였으나 오늘날의 바인딩처럼 스키를 완전히 고정할 수는 없었다. 이렇게 노르웨이에서 성행한 스키는 마술(馬術)이 보급되면서 기사시대를 맞이하면서 한때 쇠퇴하였으나, 1742년 군대가 스키부대를 편성하게 된 후부터 활기를 되찾아 스키경기로 발전하였고, 그뒤 왕실이 스키경기에서의 승자를 표창하였기 때문에 더욱 융성하여 국가적 스포츠가 되었다. 1877년에는 크리스차니아(현재의 Oslo)에 스키클럽이 생겼고, 2년 후에는 하스비힐에서 제1회 점프대회가 열렸다. 서쪽의 산악지대 텔레마르크(Telemark) 지방에서 참가한 소년들은 스톡도 사용하지 않고 76피트나 날 영어의 skid, skip, skiff, slide 및 skate등에서 그 어원을 찾아볼 수 있다. 스키의 유래는 BC 3,000년경부터 시작된 것으로 추정하며 그 발생지는 러시아 동북부 알다이(Aldai)와 바이칼(Baikal)호 지방으로 알려져 있다. 오슬로 박물관에는 BC 2,500년대의 스키유물이 진열되어 있다. 고대 스키유물이 발견된 대표적 나라로는 노르웨이, 스웨덴, 핀란드 등이 있다. 스키경기가 최초로 개최된 것은 1250년경 노르웨이 하라루 황태자가 북노르웨이에서 헤밍과 스키경주를 하였다는 기록이 남아 있다. 1740년 스웨덴에서 군사적 목적으로 스키가 재도입되면서 스칸디나비아 지방에는 스키의 보급이 확대되었다. 문헌상 정확한 기록은 없지만 우리나라 스키의 역사는 2-3천년전으로 거슬러 올라간다. 고대에 사용된 썰매가 함경도 명천에서 석기시대 유물 발굴시 발견되어 현재 일본의 종합 박물관에 보관되어 있다. 그 당시의 썰매는 눈길을 걷기 위한 신발로 사용된 것으로 추측된다. 20세기에 들어와 1904년 원산 신풍리에서 핀란드 상인 2명이 처음으로 스키를 탔고 1910년 미국인이 스키를 가져왔다고 하나 기록이 없어 자세히 알 수 없다. 1931년 2월 일본인의 조선스키구락부와 철도구락부가 공동 개최한 제1회 조 선스키대회에서 우리나라 임경순과 오병희 선수가 참가하여 3위와 5위에 입상하였으며, 이들은 스키경기에 참가한 최초의 우리나라 선수였다. 그후 스키경기가 점차 보급되었고 1946년 조선스키협회가 창립되었다 1948년 정부수립에 따라 명칭을 현재의 대한스키협회로 바꾸었으며, 1947년 2월 지리산 노고단에서 제1회 전국스키선수권대회를 개최하였 다. 이 대회에는 선수 70여명이 참가하였는데 기술수준이 낮아 강습회를 개최한 후에 본경기를 치렀다. 1957년에는 제21회 국제스키연맹(FIS)총회에서 한국이 정회원국으로서 승인을 받아 국제무대에 첫발을 내딛었으며, 이후 한국이 첫 국제무대에 서게된 것은 미국의 스쿠아밸리에서 열린 제8회 동계 올림픽부터 경기준비가 부족한 상태에서 개최되 는 국제경기가 심판이나 TD에 의하여 취 소되는 경우 주최측은 대회조직에 관한 규칙에 따라 FIS 평의회의 제재를 받을 수 있다.▶ 다음 선수는 경기에 참가할 수 없다.① 국적을 1개이상 보유하고 있는 선수는 현재 거주하고 있는 국가의 스키협회를 위한 경기 에만 참가가 허용된다.② 비 운동정신, 부적절한 행위 등의 범법자, FIS의 의료법에 불복종 또는 모든 규정에 따 르지 아니한 선수규정에서 벗어난 방법으 로 직, 간접적으로 금품을 수납, 수용 또는 받은 선수③ 소속협회나 스키폴이 후 원, 장비공급 또는 광고계약을 맺은 경우가 아닌 것으로 개인의 이름이나 타이틀 또는 개인 사진을 광고목적으로 사용하도록 허용한 선수. FIS 규칙에 위 배되는 선수인 것 을 알면서 그 선수와 경기를 한 선수 단, 다음은 예외로 한다.그 경기가 FIS 평 의회의 허가를 받아 자국 협회나 FIS가 직접 관장하는 경우 및 대회적 으로 "개방"된 경기라고 공표된 것④ 선수선언문에 서명하지 않은 선수⑤ 선수는 결승점에 도착하는 즉시 스키를 벗는 행위는 용납되지 않으며, 이는 실격으로 처 리한다. 대회 조직위는 선수가 스키를 벗어도 무방한 "후방결승구역"을 붉은 색선으로 분 명하게 표 시해야 한다.▶ 경기규칙① 개인경기에서는 폴은 바꿀 수 있으나 스키는 안되며, 계주와 노르딕 복합에서는 한쪽 스 키는 바꿀 수 있다. 단, 부러지거나 손상된 스키 및 바인딩은 심판진의 확인 을 받아야 한 다. 왁스는 타인의 도움을 받지 않으면 새로 할수 있으며 왁스, 가 열기, 도구, 음료 등은 외부도움을 받아도 된다.② 뒷선수가 추월 하고자 하면· 크래식 경기시 2개의 주로가 설치 되어있거나,· 후리경기시 본인의 동작이 제한이 되더라도 그 첫번째 요구에 즉시 양보해야 하며 결승 구역에서는 양보하지 않아 도 무방하다.③ 선수는 경기임원 및 안내원의 지시에 잘 따라야 한다.④ 일단 선수가 결승구역 100-150m 지역에 들어서면 다른선수를 추월하지 않는 한 자신의 주로를 유0m이상 달릴수 없다.· 임원이나 코치의 행위는 선수의 경기를 방해 해서는 안된다.4. 스키의 종류▷ 대회전경기대회전 경기는 회전 기술과 활강 경기의 속도 기술을 종합적으로 평가하기 위한 것으 로 두 경기를 혼합한 형태이다. 즉, 통과할 기문을 회전경기보다 줄여 활 주 속도를 높 이고 활강 경기 보다는 많게 함으로써 회전 기술을 발휘하도록 하는 경기이 다. 회전 경기와 마찬가지로 2회 실시하여 경과된 시간의 합계로 우열을 가린다. 코스는 설면의 경사도가 다양하게 이루어져 있으며 회전경기와 달리 턴의 회전반경이 크기때문에 전체적으로 감속이되지 않도록 턴의코스를 잡는 기 술이 중요하다.기문에 가까이 붙어 이동하기보다는 부드러운 곡선을 그리 며 통과할수 있어야 한다.▷ 모글모글경기란 인위적으로 만든 모글 지형에서 음악에 맞춰 점프와 턴 기술을 가급적 많 이 사용하여 여러 가지 동작을 구사하도록 하는 것이다. 이 경기에서는 에어리얼 경기 와는 달리 뛰어오르기 기술만 허용되며 채점방법은 기술의 난이도, 점프동작 및 소요 시간 등을 대상으로 평가한다.◎ 모글경기 구성1. 아래의 3가지 요소를 이용하여 요철이 심하게 이루어진 코스를 주행1) 회 전: 8-10m 간격으로 설치된 9개의 기문 통과2) 점 프: 2회의 연기를 겸비 한 Jump3) 속 도: 경사와 요철이 심한 코스주행의 기록2. 경기의 분류1) Single Mogul: 1인 경기(1회 실시) - 지정코스2) Dual Mogul: 2인 경기(예선 1회 실시후 결승 2회 실시) - 결승시 코스 변경3. 장비스키의 최소 길이는 남자 190cm 이며, 여자 180cm이며, 신장 160cm 이하의 선수일 경우 남자 180cm, 여자 170cm의 스키를 갖추어야 한다.4.채점구성Turns : 50%Air : 25%Speed : 25%▷ 복합복합이란 에어리얼, 모글, 그리고 아크로 이 세 경기 전체를 지칭하는 것으로 출전선 수는 반드시 세 경기 모두에 참여하여야 함. 세 경기에서 가장 좋은 성적을 거둔 선수 가 우승을 하게 한 경기이다. 따라서 슈퍼대회전 경기를위해서는 고도의 체력과 정신력 및 회전기술이 필요하다. 관리목적상 양쪽 스키는 출발직전에 검인을 받는다. 선수는 출발번호를 부착한 채 지정 검인 장소에 시간에 맞춰 직접 와야한다. 경기 및 공식연습에는 제동장치가 있는 스키만이 사용되며 제동장치가 없는 스키를 휴 대한 선수는 출전이 허용되지 않는다.▷ 아크로무용의 발레동작및 고도의 스키기술을 혼합하여 자신이 선택한 음악에 맞추 어 진행하 는 스키경기로 12-16도의 경사가 있는 200-250m의 경기장에서 점프, 회전 등 스키기술 을 무용화하는 조화로 이루어짐.소요시간은 제한이 없고 스키선수의 종합적 인 경기실행은 회전과 점프 등 스키기술을 이용한 공간이용, 기술의 연결, 음악 과조화되는 연기의 표현으로 구성하며 선수는 전 코스를 이용하여야 함. 동점일때는 출전선수별 일대일 비교를 통해 최고 점수의 수가 많은선수가 우승· 채점구성TECHNICAL MERIT(TM) 50%ARTISTIC IMPRESSION(AI) 50%◎ 아크로의 기초동작1. Jumps : 몸이 수직으로 오르는 동작2. Spins : 스키와 눈의 표면이 닿는 상태 에서 몸을 회전하는 동작3. Somersaults : 폴을 이용하여 몸을 360도 회전하는 동작4. Linking Steps : 발레 스키 기술을 연결하는 발레 프로그램의 기본동작▷ 알파인▷ 알파인복합경기알파인 경기 종목가운데 같은 종류 또는 다른 종유의 경기를 두 가지 또는 그 이상의 경기 성적을 합하여 우열을 가리는 경기를 말한다.보통 복합경기는 활강경기와 회전경기를 합산하여 순위를 가린다.▷ 에어리얼에어리얼 경기는 특별히 준비된 점프 경기장에서 알파인 특수장비를 변화시킨 장비를 이용하여 2번의 곡예점프, 비행 그리고 착지순간의 동작 등으로 승부를 겨루는 경기이 다. 에어리얼 경기는 Kicker라고 불리는 점프대를 시속 65km이상으로 활주하여 65도 각도로 15m이상의 공중에 올라 25m 언덕 아래로 착지한다.1) 점프 에어리얼 : 스키점프와 한다.

예체능| 2002.11.19| 7페이지| 1,000원| 조회(720)

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[연료전지] 연료전지 자동차 평가A+최고예요

1. 제목연료전지 자동차에 관하여2. 서론· 기술개발의 목적 및 중요성최근에 선진 각국으로부터 지구의 환경문제가 중요한 관심사로 떠오르고 있고, 이를 해결하기 위해 여러 가지 규제들이 국제적으로 제정되어 환경보호를 위해 시행되고 있다. 환경 공해는 주로 석유 연료의 사용에 의해서 발생하고 있는데, 국내에서 수송수단이 차지하는 석유 에너지 소모량은 해마다 점차 증가 되고 있는 추세이며, 전체 공해 발생량 중 차량 및 수송 수단에서 발생되는 것의 절반가량을 차지 하고 있기 때문에 차량에 의한 공해 발생을 절감시키는 것이 매우 중요하다.저공해 자동차 개발을 통한 공해 발생을 줄이기 위하여, 전기 자동차, 축전지와 내연기관의 하이브리드 자동차, 연료전지 자동차등이 개발되고 있는데, 전기 자동차는 운행거리를 충분히 확보할 수 있는 축전지 기술의 실용화에 한계가 있고, 전기를 축전지에 충전하기 위한 전기를 기존의 발전 시스템에 의존해야 하므로 궁극적 의미에서 완전 무공해차(ZEV)가 될 수 없다. 기존의 내연 기관과 전기 자동차의 문제점을 해결할 수 있는 유망한 기술이 연료전지를 이용한 전기자동차이다. 연료 전지 자동차는 Time지가 선정한 2000년 초반에 개발되어야 할 10대 기술중의 하나로 현재 선진 각국이 실용화를 위해 연구가 추진중에 있다.연료 전지는 엔진 시스템 효율이 50%이상(기존 내연 기관 :25%)이고 Nox, SO등의 유해 가스 배출이 1% 이하인 청정 고효율 발전시스템이다. 현재 연료전지 자동차는 기존 자동차의 연비를 3배 이상 높이는 것을 목표로 연구가 진행중에 있으며, 실용화될 경우 사용 연료량을 크게 절약할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 이러한 r고효율 ,청정 연료 전지 자동차는 21세기의 저공해, 고효율의 요구에 부합되는 적절한 대체자동차이다. 이외에 연료전지 시스템은 모듈형제작에 의해 각기 다른 크기의 자동차를 설계하는데 유연성이 있으며, 연료사용 효율은 부하에 영향이 거의 없고, 또한 성능이 저항됨이 없이 연료를 다양화시킬 수 있는 장점Pt/C25 - 130℃종류발전온도전해질주연료기술수준적용대상고분자전해질형PEMFCDMFC상온-100℃이온(H+)전도성고분자 막수소메탄올개발 및실증단계소형전원자동차인산형(PAFC)150-200 ℃인산천연가스메탄올상용화단계분산전원용융탄산염(MCFC)600-700 ℃용융탄산염(Li₂CO₃-K₂CO₃)천연가스석탄가스개발단계복합발전열병합발전고체산화물(SOFC)700-1000 ℃고체산화물Yttria-stabilized zirconia천연가스석탄가스개발단계복합발전열병합발전알칼리형(AFC)상온-100 ℃수소사용중특수목적㉮ 인산염 연료전지(Phosphoric Acid Fuel Cell)가장 먼저 상용화된 연료전지로 병원, 발전 소 및 버스와 같은 대형 운송수단에도 사용 되고 있다. 전해질로 인산염을 사용하고 있 다. 인산형 연료전지 기술은 20년이상 개발되고 개선되어 왔고, 전기 생산에 비교적 순 수한 수소(70% 이상)를 요구한다. 인산형 연료전지 내의 전극은 탄소 지지체의 표면적 위에 촉매로써 백금이나 백금 혼합물을 포함한다. 인산형 연료전지의 운전 온도는 약 200℃ 이다. 이것은 인산 전해질의 안정도를 위하여 허용하는 최대값이다. 이 기술로 현재까지 순수한 발전 효율은 40∼50% 정도이다. 이 수준 보다 높은 효율을 갖기 위해서는 전지와 스택 구성품의 지속적인 개발에 의한 종합시스템 제어에 의존하여야 한다. 일례로 인산형 연료전지의 반응이 발열 반응이므로 연료전지가 반응온도인 200℃로 유지함이 최적의 운전 조건이 된다. 따라서 연료전지 반응시 반응열을 냉각시켜야 하며 이때 생성되는 반응열을 이용하면 효율을 70%이상 높일 수 있다. 인산은 저온 연료전지를 위한 전해질로써 필요한 수명을 가진 그런 유일한 물질로 알려져 있다. 이것이 낮은 이온 도전율을 가지고 있다 할지라도 이것의 안정도는 전류 상태를 증진시키는 전지 개발에 기여하였다. 인산형 연료전지 응용은 휴대용, 자동차용 및 고정용 전원을 포함한다.㉯ 용융탄산염 연료전지(Molten Carbonate Fuel C형 자동차가 아닌 전위밀도를 요구하는 것과 접목시키는 것이 궁극적인 목적이다.㉴ 직접메탄올 연료전지 (Direct methanol fuel cells (DMFC))DMFC는 메탄올을 직접, 전기화학 반응시켜 발전하는 시스템이다. 전해질은 이온 교환막에 인산을 담지시킨 것이다. 작동 온도는 150℃로 비교적 저온이다. PEFC와 비교하여 개질기를 제거할 수 있으며, 시스템의 간소화와 부하 응답성의 향상이 도모될 수 있는 장점을 갖고 있다. 그러나 반응 속도가 낮은 것이 의한 저출력 밀도, 다량의 백금 촉매의 사용과 메탄올과 산화제의 Cross Over(고체 고분자 막을 통과하는 것) 등의 단점도 있다.㉢ 연료전지 자동차의 메커니즘· 연료 전지의 메커니즘연료 전지에 의한 발전의 메커니즘은 물의 전기 분해의 반대이다. 즉 물의 전기 분해해에서는 물에 전기를 흐르게 하면 수소와 산소가 발생하지만, 연료 전지에서는 수소와 산소을 반응시켜 전기를 발생시킨다. 이 반응으로 배출되는 것은 물뿐이다. 수소는 양전기를 띤 양성자와 음전기를 띤 전자로 이루어진다. 전해질의 고분자막은 수소 이온만을 통과 시킨다. 막의 안쪽의 음극에는 전지가 남게 된다. 수소 이온은 막의 바깥쪽의 양극에서, 공기 중의 산소와 결합하여 물이 된다. 이 양극 사이의 전위차에 의하여 전류가 발생한다.· 연료 전지의 에너지 효율연료 전지의 장점의 하나로서 에너지 효율이 높다는 것을 들 수 있다. 연료에서 나오는 에너지 중, 실제로 자동차의 구동에 활용할 수 있는 비율은 연료 전지의 경우에는 최대 50% 이상을 기대할 수 있다. 한편, 가솔린 엔진 등 실린더 안에서 연료를 연소, 폭발시키는 내연 기관에서는 최대로 40%이다. 또 저부하 상태에서 효율이 낮아지는 내연 기관에 비하여 연료 전지는 저부하에서도 효율이 높다는 특징이 있다. 시가지를 주행할 때에는 중-저속 주행 등 저부하에서의 사용이 많아지기 때문에, 연료 전지 자동차의 에너지 효율은 가솔린 자동차에 비하면 약 2배가 된다· 연료 전지 자동차메탄올 l Stack 보다 훨씬 높은 200 mA/㎠, 0.78V at 80℃ 이며, Nafion 이온교환막과 Pt량 0.4 mg/㎠ 인 전극을 사용하였다. (미국 Los Alamos Nat'l Lab.)고분자 연료전지 기술은 최근 5년간에 많은 진전이 있었으며, 가장 선두를 달리는 캐나다의 Ballard Power System사는 표준 상용 규격으로 35개 단위전지로 구성된 5 kW 스택을 개발하여 3000시간의 운전 실적을 쌓게 되었다. 또한 미국의 Energy Partners 사는 60개의 전지로 구성된 15kW 스택을 제작하여 실험하였다. 이들의 단위전지 성능은 2 W/㎠ 이상이며 전류밀도는 6 A/㎠ 이다. (공기운전 시는 2 A/㎠, 0.5V). 독일의 Siemens사는 승용차에 사용할 수 있는 34 kW급의 고분자 연료전지를 개발하고 있다. 또한 고분자 연료전지의 가격을 낮추기 위해 새로운 전극 개발을 시도하며, 공기극의 성능 저하를 줄이기 위해 공기극 구조를 최적화하는 노력을 하고 있다. 한편 일본에서는 Mazda Motor, Toyota, Nissan 등의 여러 회사가 고분자 연료전지를 사용한 전기자동차를 개발하고 있다.현재의 고분자 연료전지 연구방향은 전지의 성능 향상과 가격을 낮추는 문제이다. 성능을 향상시키는 연구방향은ⅰ) 이온교환막 성능 향상ⅱ) 연료내 CO의 적절한 조절ⅲ) 전극의 설계ⅳ) 메탄올 연료를 사용하는 PEMFC 개발 등이다.이온교환막은 Dow Chemical Company와 Dupont사에서 개발하였으며 각각 상품명 US 13204.10 과 Nafion 117로 상용화되어 있다. 그러나 이들은 두께와 이온전도도의 한계가 있다. 따라서 현재 연구는 이러한 한계를 극복하여 성능을 개선하는 연구이다. 고분자 연료전지도 인산형 연료전지와 같이 전극에 촉매로써 백금을 사용하기 때문에 연료 중 일산화탄소(CO)의 양을 줄여야 된다. 고분자 연료전지의 연료극에서는 가스 확산층 내에서 생성물의 전달은 Hydrophobic Agent인 FEP에 솔린 엔진의 열효율이 최대 30%라는 점과, 실제 주행에서는 부하가 항상 변동되어 반드시 최량의 열효율로 운전되지는 않기 때문이다. 그러나 하이브리드 차라면 부하의 변동을 훨씬 적게 할 수가 있다. 시리즈 하이브리드에서는 엔진은 일정 부하로 운전되며, 팰러렐 하이브리드에서도 부하변동을 모터가 담당하기 때문에 그것은 더욱 적어진다. 부하변동이 적어진다면 엔진을 특정 부하에 맞추어 설계, 최량 효율을 더욱 향상시킬 수도 있다. 도요다의 하이브리드차에 채용된 미러 사이클은 그러한 한가지 예이다. 하이브리드 차에서는 발전소를 탑재하고 있기 때문에 송전 로스가 적다. 또한 발전한 전력을 직접 모터에 공급할 수도 있기 때문에 충 방전에 의한 로스도 적다. 이러한 결과 하이브리드 차의 종합효율은 약 25%가 된다고 한다. 한편 배기가스 면에서 하이브리드 차는 화력발전과 비슷한 수준이 될 것인가. 일본의 화력발전소에서는 천연가스가 주로 사용되고 있어, 배출가스 중의 유해성분은 매우 적다. 또한 화력발전에서는 연료가 연속적으로 타 들어가 간헐 연소에 의한 피스톤 엔진보다 유리하다. 그렇더라도 하이브리드 차에서는 촉매를 고효율로 이용할 수 있기 때문에, 현재의 엔진차보다 NOx가 1/10에서 1/100까지로 줄어든다고 한다. 또한 연료전지 전기자동차는 충전을 필요로 하지 않기 때문에, 상기의 종합효율은 적용되지 않는다.연료전지는 밧데리가 아니라 일종의 발전장치이기 때문이다. 연료전지는 수소와 공기중의 산소를 반응시켜 직접 전력을 생산한다. 그러므로 수소만 보급하면 된다.▷ 하이브리드카란 ?위에서 언급한 것처럼 2개의 동력원(내연기관과 축전지)을 이용하여 구동되는 자동차를 말하며, 가솔린엔진과 전기모터, 수소연소엔진과 연료전지, 천연가스와 가솔린엔진, 디젤엔진과 전기모터 등 2개의 동력원를 함께 쓰는 차를 말한다. 주로 가솔린엔진과 전기모터를 함께 쓰는 방식을 많이 이용하고 있다. 전기 모터의 종류로는 다음과 같다.♤ 병렬(Parallel)식복수의 동력원(엔진, 전기모터)을 설치 된다.

공학/기술| 2002.11.04| 21페이지| 1,500원| 조회(1,642)

연료, 수소자동차, 연료전지자동차, Fuel Cell

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