(기술) 화학 전지에서의 양극과 음극 결정-26문제(2024 수특 독서 개념 학습 2 기출, 변형)
화학 전지란 화학 반응으로 전기를 ㉠발생시키는 장치로, 우리가 일상에서 사용하는 건전지는 화학 전지의 한 종류이다. 건전지를 사용할 때 양극과 음극을 올바르게 맞추어 사용해야 한다. 이는 화학 전지의 전극은 전자를 얻는 환원이 일어나는 쪽이 양극, 전자를 잃는 산화가 일어나는 쪽이 음극이며 전자가 음극에서 양극으로 이동하기 때문이다.
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(과학) 인플루엔자 바이러스 A형-15문제(2020 EBS 올림포스 국어 대비)
조류 독감은 인플루엔자 바이러스 A형이 조류에 감염하는 질병을 말한다. 인플루엔자 바이러스 A형은 여타의 바이러스처럼 유전 물질로 RNA를 가지며, 단백질로 된 껍데기 안에 유전 물질을 담고 있다. 그러나 다른 바이러스들과는 구별되는 특징도 갖고 있다.
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(과학) 종단 속도와 힘의 평형-16문제(2020 EBS 독서 독해의 원리 대비)
어떤 물체가 물이나 공기와 같은 유체* 속에서 자유 낙하할 때 물체에는 중력, 부력, 항력이 작용한다. 중력은 물체의 질량에 중력 가속도를 곱한 값으로 물체가 낙하하는 동안 일정하다. 부력은 어떤 물체에 의해서 배제된 부피만큼의 유체의 무게에 해당하는 힘으로, 항상 중력의 반대 방향으로 작용한다. 빗방울에 작용하는 부력의 크기는 빗방울의 부피에 해당하는 공기의 무게이다. 공기의 밀도는 물의 밀도의 1,000분의 1 수준이므로, 빗방울이 공기 중에서 떨어질 때 부력이 빗방울의 낙하 운동에 영향을 주는 정도는 미미하다. 그러나 스티로폼 입자와 같이 밀도가 매우 작은 물체가 낙하할 경우에는 부력이 물체의 낙하 속도에 큰 영향을 미친다.
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(기술) 선박의 진수와 드라이 독-18문제(202110, 고3 기출, 변형)
선박의 진수란 새로 건조한 배를 처음 물에 띄우는 것을 말한다. 선박 진수에 가장 보편적으로 사용되는 시설은 드라이 독이다. 드라이 독은 선박 출입이 가능하도록 육상에 직육면체 형태로 땅을 파서 만든다. 바다와 접한 독의 입구에는 독의 외부와 내부를 분리하는 수문을 설치하는데, 수문의 내부는 물을 채우거나 뺄 수 있는 구조로 되어 있다. 이는 부력을 활용하여 수문을 열고 닫기 위한 것이다.
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(과학) 10퍼센트 인간(인체의 면역계)-31문제(202006, 고2 대비)
인체는 끊임없이 세균과 바이러스, 기생충과 같은 외부 물질의 공격을 받는다. 이들은 주로 감염이나 질병의 원인이 되므로 인체는 이와 같은 외부 물질의 침입에 저항하고 방어하는 작용을 하게 되는데, 이를 면역 반응이라 한다. 따라서 건강하다는 것은 면역 반응이 활발하여 외부 물질들을 완벽하게 제거하는 상태를 의미하는 것으로 이해하기 쉽다.
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(과학 기술 13) 자동차 변속기의 원리-24문제(2022학년도 수능특강 기출, 변형)
이 글은 자동차 변속기의 원리에 대해 설명하고 있다. 자동차의 엔진은 열에너지를 운동 에너지로 변환시켜 동력을 얻지만, 그것은 바퀴로 바로 전달되지 않고 변속기를 통해 전달된다. 변속기는 자동차의 주행 상황에 맞게 회전수와 힘을 조절하는 역할을 한다. 이 글에서는 변속기가 어떤 원리로 회전수와 힘을 조절하는지 설명하고, 수동 변속기와 자동 변속기의 특성과 차이가 무엇인지에 대해 설명하고 있다.
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(주제 통합 2) 사고와 시스템-37문제(2022 수능특강 기출, 변형)
발산적 사고는 대뇌 피질에서 다양한 의미-개념 연결망의 활성화를 요구하는데, 이 연결망의 활성화를 촉진하는 것이 노르에피네프린(카테콜아민류의 하나)이다. 그런데 이 신경 전달 물질을 분비하는 곳이 뇌교의 뉴런들이고 뇌교의 뉴런들의 활동이 전두엽에서 뇌교로 보내는 신호에 의해 조절된다고 하였으므로, 전두엽이 절제된 사람이 발산적 사고를 잘 못하는 이유는 전두엽이 뇌교에 노르에피네프린의 분비를 촉진하라는 신호를 보내지 못하기 때문이라고 할 수 있다.
(기술) 전자요금징수시스템-15문제(2019년 11월 고2 기출, 변형)
이 글은 전자요금징수시스템의 작동 과정과 방식에 대해 설명하고 있다. 우선 작동 과정은 요금 징수 관련 데이터가 차량단말기로부터 제1기지국, 지역요금소 ETC 서버, 도로공사 요금정산센터의 서버로 전송되는 과정이 순차적으로 이루어진다. 이후 징수할 요금에 관한 데이터가 도로공사 요금정산센터로부터 다시 지역요금소 ETC로, 제2기지국을 거쳐 차량 단말기로 순차적으로 전송되어 요금을 징수한다.
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(과학) 유체역학-28문제(202004, 고3 대비)
(I410-113-24-02-088004975) 일반적으로 액체나 기체처럼 물질을 구성하고 있는 입자가 쉽게 움직이거나 입자 간의 상대적인 위치를 쉽게 변화시킬 수 있는 물질을 유체라고 ㉠부른다. 유체에 작용하는 힘과 유체의 운동 원리를 ㉡다루는 유체역학에서는 응력과 점성이라는 개념을 사용하여 유체의 특성을 설명한다.
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(과학 기술) 진공의 정의와 압력의 측정-27문제(2021학년도 수능특강 대비)
(I410-113-24-02-088017678) 진공청소기, 진공 포장, 진공 보온병 등과 같이 일상생활에서 사용하는 몇몇의 물건 이름에는 ‘진공(眞空)’이라는 단어가 포함되어 있다. 이와 같이 익숙하게 여겨지는 단어인 진공은 어떻게 정의할 수 있을까? 흔히 진공을 공기가 전혀 없는 상태를 가리킨다고 오해하기도 하지만 본래적 의미에서 진공은 물질이 전혀 없는 비어 있는 공간을 뜻한다. 진공에 대한 과학사의 논의는 아리스토텔레스로부터 시작한다. 진공의 존재를 부정했던 그는 ‘자연은 진공을 싫어한다.’라는 명제를 남긴 것으로 유명하다. 그는 두 가지 이유를 내세웠는데, 첫째로 더 이상 쪼개지지 않는 알갱이는 존재하지 않으며, 우주는 연속된 물질로 가득 차 있기 때문에 자연에는 진공이 존재하지 않는다고 주장한다. 둘째로 물체가 이동할 때는 언제나 매질 속을 통과하게 되고, 매질의 농도가 높을수록 그 저항 때문에 물체의 속도가 느려지는데, 만약 매질이 전혀 존재하지 않는 진공이란 것이 있다면 물체의 속도는 무한정 빨라지게 된다고 주장한다. 이러한 일은 실제로는 있을 수 없으므로 진공의 존재를 인정할 수 없다는 것이다.
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(실전 3-과학) 바이러스의 침투 및 증식과 그로 인한 질병-28문제(2024학년도 수능완성 기출과 변형)
(I410-ECN-0102-2023-000-001624068) 동물과 식물, 세균 등과 같은 생명체는 유전 정보를 담은 유전 물질을 가지고 있으며, 일반적으로 생명체의 유전 물질은 ㉠DNA이다. 생명체가 가진 유전 정보가 전달되고 발현되는 일반적인 흐름을 중심 원리라고 하는데 그 흐름은 다음과 같다. 우선 DNA에 있는 유전 정보를 복사하여 ㉡RNA라는 물질이 만들어진다. 이후 RNA는 생명체를 구성하는 세포 안에 있는 소기관인 리보솜에 유전 정보를 전달하는데, 이때 DNA의 유전 정보를 전달하는 RNA를 mRNA라고 한다. 리보솜은 mRNA로부터 전달받은 유전 정보에 따라 체내의 아미노산을 순서대로 결합하여 세포가 살아가는 데 필요한 특정 단백질을 만드는 것이다. 그런데 다른 생명체에 기생하는 바이러스 중 일부는 일반적인 생명체와 달리 DNA가 아닌 RNA를 유전 물질로 가진 경우가 있다. 하지만 이런 바이러스도 유전 물질에 있는 정보를 바탕으로 특정 단백질이 만들어진다.
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(과학 기술) 고체 촉매의 구성 요소-28문제(202306, 고3 평가원 기출과 변형)
분자들이 만나 화학 반응을 진행하는 데 필요한 최소한의 운동 에너지를 활성화 에너지라 한다. 활성화 에너지가 작은 반응은, 반응의 활성화 에너지보다 큰 운동 에너지를 가진 분자들이 많아 반응이 빠르게 진행된다. 활성화 에너지를 조절하여 반응 속도에 변화를 주는 물질을 촉매라고 하며, 반응 속도를 빠르게 하는 능력을 촉매 활성이라 한다. 촉매는 촉매가 없을 때와는 활성화 에너지가 다른, 새로운 반응 경로를 제공한다. 화학 산업에서는 주로 고체 촉매가 이용되는데, 액체나 기체인 생성물을 촉매로부터 분리하는 별도의 공정이 필요 없기 때문이다. 고체 촉매는 대부분 활성 성분, 지지체, 증진제로 구성된다.
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(실전 2-과학) 회전 기준계의 가상의 힘-26문제(2024학년도 수능특강 기출 및 변형)
태풍은 폭우와 강풍을 동반해 큰 피해를 초래한다. 태풍은 열대 저기압이 발전한 것으로 그 중심은 바깥보다 기압이 낮아 주변의 공기를 빨아들인다. 이때 발생해 작용하는 힘은 저기압의 중심을 향하기 때문에 뉴턴의 운동 법칙에 따르면 바람이 태풍의 중심으로 곧바로 향해야 한다. 그런데 태풍의 바람 방향을 알려 주는 소용돌이의 무늬를 보면 태풍 주변의 바람이 태풍 중심을 향해 곧장 들어가지 않고 돌고 있음을 알 수 있다. ㉠지구 북반구에서 발생하는 태풍의 바람은 시계 반대 방향으로 돌아서 태풍의 중심으로 들어간다. 이 방향은 기압 차이에 의한 힘의 방향과 일치하지 않는 것이다. 이와 같은 현상은 어떤 과학적 원리와 관련이 있을까?
(개념 학습 2-2. 과학) 헬리콥터의 회전 날개와 양력-24문제(2025학년도 수능특강 대비)
[I410-111-24-02-088583333] 헬리콥터는 회전 날개를 이용해 공중에서 정지 상태를 유지하거나 전진하는 비행이 가능한 항공기이다. 헬리콥터의 회전 날개는 중심과 끝단에서 회전 반경이 다르다. 이에 따라 날개의 단위 시간당 회전 거리, 즉 회전 날개의 속도가 회전 날개의 중심에 가까울수록 느리고 끝단에 가까울수록 빠르게 된다. 그리고 이로 인해 회전 날개의 각 부분에의 공기의 흐름, 즉 기류 속도도 달라진다. 헬리콥터가 전진 비행을 할 때 회전 날개 각 부분의 속도 차이는 더욱 커진다. 가령 회전 날개가 반시계 방향으로 회전한다면 헬리콥터 진행 방향의 오른쪽 90도 위치에서는 날개 끝단의 기류 속도가 회전 날개의 속도에 헬리콥터의 전진 속도를 더한 속도가 된다.
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(기술) 초임계 유체를 이용한 입자 제조-27문제(202303, 고3 기출 및 변형)
용해도는 일정한 온도에서 일정한 양의 용매에 최대로 녹을수 있는 용질의 양으로, 보통 용매 100g에 녹을 수 있는 용질의 질량이다. 혼합물의 과포화 상태는 용질이 용해도 이상으로 녹아 있는 상태인데, 과포화 상태의 혼합물은 포화 상태로 돌아가려는 경향이 있다. 결정화는 포화 상태의 혼합물이 과포화 상태가 되어 용질이 고체 입자로 석출되는 것으로 결정화 공정을 거치면 입도가 작은 고체 입자를 얻을 수 있다. 이러한 결정화 공정은 약물의 생체 흡수율을 높여야 하는 제약 분야 등에서 사용된다. 결정화 공정에서는 초임계 유체를 쓰는 경우가 많다. 물질은 임계 온도와 임계 압력 이상에서 초임계 상태로 존재한다. 임계 온도는 어떤 물질이 액체로 존재할 수 있는 최고 온도이고, 임계 압력은 어떤 물질이 기체로 존재할 수 있는 최대 압력이다. 온도와 압력이 임계 온도와 임계 압력 이상일 때 물질은 액체도 아니고 기체도 아닌 초임계 상태로 존재한다. 초임계 상태에서 물질의 분자 간 거리는 그 물질이 기체일 때보다는 가깝지만 액체일 때만큼 가깝지는 않다. 물질이 액체일 때보다는 초임계 상태거나 기체일 때 용질이나 용매가 더 자유롭게 이동할 수 있다.
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(과학) 동소체-27문제(2024 수특 독서 개념 학습 4 대비)
같은 원소로 이루어져 있지만 물리 및 화학적 성질이 다른 물질을 동소체라고 한다. 물질을 구성하는 원자의 종류는 같지만 동소체의 특성이 각각 다른 이유는 원자의 결합 방식이나 배열된 형태가 다르기 때문이다. 원자의 결합 방식 중 두 개 이상의 원자가 서로 전자를 공유하여 전자쌍으로 형성되는 화학 결합을 공유 결합이라고 한다. 공유 결합은 공유하는 전자쌍의 수에 따라 단일 결합, 이중 결합, 삼중 결합 등으로 분류할 수 있다.
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(기술) 검색 엔진의 웹 페이지 순서 결정-29문제(202209, 고3 평가원 대비)
인터넷 검색 엔진은 검색어를 포함하는 웹 페이지를 찾아 화면에 보여 준다. 웹 페이지가 화면에 나타나는 순서를 정하기 위해 검색 엔진은 수백 개가 ⓐ넘는 항목을 고려한 다양한 방식을 사용한다. 대표적인 항목으로 중요도와 적합도가 있다. 검색 엔진은 빠른 시간 내에 검색 결과를 보여 주기 위해 웹 페이지들의 데이터를 수집하여 인덱스를 미리 작성해 놓는다. 인덱스란 단어를 알파벳순으로 정리한 목록으로, 여기에는 각 단어가 등장하는 웹 페이지와 단어의 빈도수 등이 저장된다. 이때 각 웹 페이지의 중요도가 함께 기록된다.
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(기술) 매칭 알고리즘-32문제(2023 수능완성 유형 대비)
웹에는 수많은 웹 페이지가 있다. 이러한 웹 페이지들을 검색하기 위한 프로그램을 검색 엔진이라 한다. 사용자가 검색창에 검색어를 입력하면 검색어가 포함된 웹 페이지가 위에서 아래로 화면에 나타난다. 이는 웹 페이지를 찾아내는 매칭 알고리즘과, 찾아낸 웹 페이지에 순위를 매기는 랭킹 알고리즘이 순서대로 작동한 것이다. 찾아낸 웹 페이지는 수백 개가 넘을 수도 있지만, 보통 사용자는 적은 수의 결과만을 보고 싶어 한다. 그래서 매칭 알고리즘의 개발자들은 검색어를 포함하면서도 적은 개수의 웹 페이지만 찾는 방법을 고민해 왔다.
(과학 기술 2) 밴팅의 인슐린 연구-30문제(2023학년도 수능특강 대비)
1889년에 폰 메링과 민코프스키가 개에게서 이자를 제거하면 심각하고 치명적인 당뇨병이 발생한다는 사실을 증명한 이후, 생리학자들과 임상의들은 혈당이 과도하게 높아지고 소변에 당이 섞여 나오는 당뇨병을 치료하는 데 효과가 있는 이자 분비물을 얻기 위해 다양한 방식을 시도했다.
(기술) 아날로그 디지털 변환기(ADC)-27문제(202403, 고3 대비)
디지털카메라는 피사체에 반사된 빛이 렌즈를 통해 ㉠이미지 센서에 피사체의 상이 맺히도록 만들고, 이 상을 이미지 데이터로 변환하여 한 장의 사진으로 저장한다. 이미지 센서에서 상이 맺히는 곳은 많은 수의 아주 작은 화소가 격자 모양으로 배열된 ‘화소 평면’이다. 여기에 피사체의 상이 맺힐 때, 화소 각각의 위치에서 얻어진 빛의 밝기를 나타내는 데이터의 배열이 한 장의 사진이 된다.
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(기술) 영상 안정화 기술-28문제(202006, 고3 평가원 대비)
(I410-113-24-02-088004215) 일반 사용자가 디지털 카메라를 들고 촬영하면 손의 미세한 떨림으로 인해 영상이 번져 흐려지고, 걷거나 뛰면서 촬영하면 식별하기 힘들 정도로 영상이 흔들리게 된다. 흔들림에 의한 영향을 최소화하는 기술이 영상 안정화 기술이다. 영상 안정화 기술에는 빛을 이용하는 광학적 기술과 소프트웨어를 이용하는 디지털 기술 등이 있다. 광학 영상 안정화(OIS) 기술을 사용하는 카메라 모듈은 렌즈 모듈, 이미지 센서, 자이로센서, 제어 장치, 렌즈를 움직이는 장치로 구성되어 있다. 렌즈 모듈은 보정용 렌즈들을 포함한 여러 개의 렌즈들로 구성된다.
