(과학 기술) 액체 추진제 로켓의 연소 불안정-38문제(202311, 고2 대비)
[I410-113-24-02-088183506] 로켓의 안정적인 비행을 위해 연소 불안정은 반드시 해결해야 하는 문제이다. 연소 불안정은 연소가 원활히 이루어지지 않는 현상으로, 로켓에서는 연소실의 압력 진동이 비정상적으로 증폭되는 연소 불안정이 나타날 수 있다. 액체 추진제 로켓의 연소 과정을 바탕으로 연소 불안정에 대해 알아보자.
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(개념 학습 2-4. 인문) 토마스 아퀴나스의 미학-37문제(2025학년도 수능특강 대비)
[I410-111-24-02-088583502] 이 글은 토마스 아퀴나스의 미학에 나타난 미의 본질과 그 의미 내용에 대해 설명하고 있다. 신학자였던 토마스 아퀴나스에 따르면, 세계에 존재하는 미는 미 자체인 신의 반영으로서 세계 속에 객관적으로 실재한다. 따라서 사물의 미에 대한 인식은 순수 형상인 신을 인식하는 것이 된다. 미는 완전성, 비례성, 명료성의 의미 내용을 갖는데, 완전성은 사물의 본성에 따라 갖추어야 할 것을 모두 갖춘 것, 비례성은 사물의 외양이 그 본성에 조화된 것, 명료성은 사물의 본성이 인간의 지성에 뚜렷하게 드러난 것을 의미한다. 토마스 아퀴나스는 미라는 경험 세계 속 실재자를 통해 선과 진이라는 선험적 개념에 접근할 수 있다고 보았다.
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(기술) 디젤 엔진의 오염 물질 저감 기술-33문제(EBS 독서 독해의 원리 대비)
디젤 엔진은 가솔린 엔진에 비해 일반적으로 이산화 탄소의 배출량이 적고 열효율이 높으며 내구성이 좋다. 하지만 디젤 엔진은 미세 먼지로 알려져 있는 입자상 물질과, 일산화 질소나 이산화 질소와 같은 질소 산화물을 많이 발생시킨다. 이런 물질들은 기관지염이나 폐렴 등 각종 호흡기 질환, 광화학 스모그나 산성비의 주요 원인이 된다. 이에 따라 디젤 엔진이 배출하는 오염 물질을 저감하기 위한 기술이 계속 개발되고 있다.
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(과학) 전향력의 발생 원인과 물체 운동의 편향성-34문제(EBS 독서 독해의 원리 대비. 2014 수능 기출)
우주에서 지구의 북극을 내려다보면 지구는 시계 반대 방향으로 빠르게 자전하고 있지만 우리는 그 사실을 잘 ⓐ인지하지 못한다. 지구의 자전 때문에 일어나는 현상 중 하나는 지구상에서 운동하는 물체의 운동 방향이 편향되는* 것이다. 이러한 현상의 원인이 되는 가상적인 힘을 전향력이라 한다. 전향력은 지구가 자전하기 때문에 나타난다. 구 모양인 지구의 둘레는 적도가 가장 길고 위도가 높아질수록 짧아진다. 지구의 자전 주기는 위도와 상관없이 동일하므로 자전하는 속력은 적도에서 가장 빠르고, 고위도로 갈수록 속력이 느려져서 남극과 북극에서는 0이 된다.
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(과학) 단백질의 분해와 합성-36문제(EBS 독서 독해의 원리 대비)
우리 몸은 단백질의 합성과 분해를 끊임없이 반복한다. 단백질 합성은 아미노산을 연결하여 긴 사슬을 만드는 과정인데, 20여 가지의 아미노산이 체내 단백질 합성에 이용된다. 단백질합성에서 아미노산들은 DNA 염기 서열에 담긴 정보에 따라 정해진 순서대로 결합된다. 단백질 분해는 아미노산 간의 결합을 끊어 개별 아미노산으로 분리하는 과정이다. 체내 단백질 분해를 통해 오래되거나 손상된 단백질이 축적되는 것을 막고, 우리 몸에 부족한 에너지 및 포도당을 보충할 수 있다.
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(과학) 이상 기체 상태 방정식과 반데르발스 상태 방정식-33문제(EBS 독서 독해의 원리 대비)
[I410-113-24-02-088611372] (2013학년도 수능 기출. 2020 EBS 독서 독해의 원리) 기체의 온도를 일정하게 하고 부피를 줄이면 압력은 높아진다. 한편 압력을 일정하게 유지할 때 온도를 높이면 부피는 증가한다. 이와 같이 기체의 상태에 영향을 미치는 압력(P), 온도(T), 부피(V)의 상관관계를 1몰*의 기체에 대해 표현하면 P=RT/V(R: 기체 상수)가 되는데, 이를 이상 기체 상태 방정식이라 한다. 여기서 ㉠이상 기체란 분자 자체의 부피와 분자 간 상호 작용이 없다고 가정한 기체이다. 이 식은 기체에서 세 변수 사이에 발생하는 상관관계를 간명하게 설명할 수 있다.
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(기술) 다이내믹 스피커의 작동 원리-43문제(EBS 독서 독해의 원리 대비)
[I410-113-24-02-088611309] 북을 치면 소리가 난다. 북을 쳤을 때 북의 가죽에서 진동이 일어나고 이로 인해 공기가 진동하여 소리를 내는 것이다. 이때 공기가 가죽의 진동을 받아 생기는 진동수가 크면 높은 음이, 작으면 낮은 음이 난다. 그리고 공기의 진폭이 크면 강한 소리가, 작으면 약한 소리가 난다. 스피커도 이와 같은 원리로 전류의 진동수나 진폭에 따라 다양한 소리를 재생한다.
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(기술) GPS 위치 측정-35문제(EBS 독서 독해의 원리 대비)
[I410-113-24-02-088611265] 우리는 내비게이션을 통해 목적지까지의 경로를 탐색하거나 스마트폰을 이용해 자신이 현재 있는 위치를 확인할 수 있다. 이는 GPS(Global Positioning System)로 인해 가능한 것이다. 그렇다면 GPS는 어떻게 현재 위치를 파악하는 것일까? GPS는 크게 GPS 위성과 GPS 수신기 등으로 구성된다. 현재 지구를 도는 약 30개의 GPS 위성은 일정한 속력으로 정해진 궤도를 돌면서, 자신의 위치 정보 및 시각 정보를 담은 신호를 지구로 송신한다.
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(과학) 인공 광합성-41문제(EBS 올림포스 독서. 2015 동아 독서)
(I410-ECN-0102-2023-000-002077321) 모든 자연의 순환은 거대한 온실인 지구 안에서 이뤄진다. 그 과정에서 식물의 역할은 매우 중요하다. 우리가 매일 먹는 밥 속의 탄소는 몸속에서 분해되어 무기물인 이산화탄소로 연소된다.
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(과학) 원자 모형의 변천-47문제(EBS 올림포스 독서, 2015 지학사 독서)
(I410-ECN-0102-2023-000-002078020) 오래전부터 사람들은 물질이 어떻게 이루어진 것인가에 대해 여러 주장을 하였다. 그러다가 19세기에 돌턴은 물질은 더 이상 쪼갤 수 없는 입자들이 모여 이루어져 있다는 근대 원자설을 주장하였다. 이후 19세기 말부터 원자를 구성하는 기본 입자들의 실체가 밝혀지기 시작하면서 원자를 설명하기 위한 원자 모형들이 제시되었다. 그러나 이 원자 모형들은 현재까지 그대로 이어진 것이 아니라 계속해서 수정되면서 현대적 원자 모형에 이르게 되었다.
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(과학) 호흡, 순환-38문제(202010, 고3 대비)
(I410-113-24-02-088004171) 폐의 혈액으로 들어온 산소는 심장을 거쳐 신체의 각 조직으로 ⓐ전달되어 에너지 생성에 이용되고, 물질대사 결과 생긴 노폐물인 이산화 탄소는 혈액을 통해 심장을 거쳐 폐로 전달되어 몸 밖으로 배출된다. 혈액과 폐포, 혈액과 조직 사이에서의 기체 교환은 분압* 차에 따른 확산에 의해 일어나며, 기체는 분압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 확산된다. 한편 혈액을 운반하는 혈관 중에 심장에서 나와 폐나 각 조직으로 가는 혈액이 흐르는 혈관을 동맥, 폐나 각 조직에서 심장으로 가는 혈액이 흐르는 혈관을 정맥이라고 한다. 폐에서 기체 교환이 일어난 후 심장을 거쳐 각 조직으로 흐르는 혈액은 ㉮ 동맥혈, 조직에서 기체 교환이 일어난 후 폐로 흐르는 혈액은 ㉯정맥혈이다.
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(과학 기술 6) 골딩햄의 음속 측정-34문제(2025학년도 수능특강 대비)
1635년에 가상디는 빛의 속력이 무한대라는 가정하에 멀리에서 쏜 대포의 불빛과 소리가 도달하는 시간의 차이를 잼으로써 음속을 측정하고자 했다. 그는 대포에서 관측자까지의 거리를 대포의 불빛을 본 후에 대포 소리가 들리기까지 경과한 시간으로 나눔으로써 음속을 계산했던 것이다. 그가 측정 결과로부터 얻은 값, 즉 음속의 측정값은 478.4m/s로 오늘날 알려진 실젯값보다 상당히 컸다. 이후 메르센은 448.2m/s, 보렐리와 비비아니는 349.8m/s 등 실젯값에 더 가까운 측정값을 내놓았지만 여전히 오차는 컸다. 1738년에 파리 과학 아카데미는 0℃로 환산했을 때 332m/s로 실젯값에 매우 근사한 값을 얻었다. 이때까지 음속 측정은 온도, 습도, 기압, 바람의 방향이 음속에 미치는 효과를 엄밀하게 고려하지 않았다.
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(과학 기술 1) 인공 지능과 기계 학습-34문제(2025학년도 수능특강 대비)
[I410-113-24-02-088611541] 기계 학습은 인공 지능의 하위 범주로, 인간이 학습하듯이 컴퓨터에도 데이터들을 주고 학습하게 함으로써 스스로 규칙을 찾는 방법들을 의미한다. 예를 들어 컴퓨터가 데이터를 학습하여 ‘A라는 병에 걸린 사람은 대부분 열이 많이 나고 오한이 있고 구토 증상이 있었다.’라는 규칙을 찾아 병을 진단하는 등의 방법이다.
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(개념 학습 3-3. 과학) 펄서의 발견과 원리-33문제(2025학년도 수능특강 대비)
[I410-113-24-02-088609354] 1967년에 영국의 케임브리지 대학의 휴이시 연구 팀은 행성 간 공간 섬광을 연구하기 위하여 거대한 전파 망원경을 설치하였다. 행성 간 공간 섬광은 외계 전파원에서 오는 신호가 태양풍에 의해 교란되는 현상이다. 태양 표면에서 플라스마* 입자가 쏟아져 나오는 것이 태양풍인데, 태양풍이 태양 대기의 상태에 따라 요동을 치기 때문에 이로 인해 전파를 내는 천체에서 오는 전파 신호가 교란되어 깜빡거리는 것으로 관측된다.
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(과학) 소리의 높낮이 지각-33문제(202403, 고2 대비)
귀 안쪽에 위치하는 달팽이관은 림프액이 차 있는 달팽이 모양의 청각 기관이다. <그림>은 달팽이관의 횡단면을 확대한 것이다. 달팽이관 안에는 관의 모양을 ⓐ따라 기저막이라는 긴 막이 존재하며, 기저막 위로는 털 세포가 배열되어 있다. 기저막과 털 세포는 소리의 높낮이를 지각하는 데 있어서 중요한 역할을 한다.
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(과학 기술 4) 군집의 다양도 지수와 천이-35문제(2025학년도 수능특강 대비)
생태학에서는 식물 군집이나 조류 군집처럼 일정한 공간 내에 존재하는 모든 종의 무리를 군집이라고 정의한다. 군집에 대해 이해하고 분석하는 데 있어 가장 단순한 척도는 군집 내에서 일정한 면적 안에 있는 종의 수, 즉 종 풍부도이다. 그러나 군집을 구성하고 있는 각 종의 1개체 수가 모두 동일한 것은 아니기 때문에 종 풍부도만으로 군집의 특성을 설명하기는 어렵다. 이를 보완하기 위해 특정한 표본구에 있는 모든 개체 수를 헤아리고 각 종이 차지하는 개체 수를 따져 각 종이 차지하는 비율을 구하는데, 이 척도를 상대 풍부도라고 한다.
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(기술) 위치 측정 기술-39문제(201909, 고3 평가원 대비)
[I410-111-24-02-088582381] 스마트폰은 다양한 위치 측정 기술을 활용하여 여러 지형 환경에서 위치를 측정한다. 위치에는 절대 위치와 상대 위치가 있다. 절대 위치는 위도, 경도 등으로 표시된 위치이고, 상대 위치는 특정한 위치를 기준으로 한 상대적인 위치이다. 실외에서는 주로 스마트폰 단말기에 내장된 GPS(위성항법장치)나 IMU(관성측정장치)를 사용한다. GPS는 위성으로부터 오는 신호를 이용하여 절대 위치를 측정한다. GPS는 위치 오차가 시간에 따라 누적되지 않는다.
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(기술) 양자암호통신 개요 및 기술 동향-35문제(201907, 고3 대비)
[I410-111-24-02-088582069] 온라인 전자 상거래나 공인 인증이 일상화되면서 보안을 위해 메시지를 암호화하여 주고받는 암호통신의 중요성이 강조되고 있다. 암호통신에서 가장 핵심적인 문제 중 하나는 메시지를 암호화하거나 이를 다시 원래의 메시지로 복호화하는 데 필요한 키를 암호통신의 대상자인 송·수신자가 어떻게 안전하게 주고받느냐에 대한 것이다. 이러한 암호통신은 암호화나 복호화에 필요한 키를 관리하는 방식에 따라 크게 ㉠대칭키 방식과 ㉡공개키 방식으로 구분된다.
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(과학 기술) CPU 스케줄링-37문제(2024학년도 수능완성 실전 4 기출과 변형)
(I410-ECN-0102-2023-000-001614464) 사용자가 컴퓨터로 음악을 ⓐ듣는 프로그램의 실행 버튼을 누른다고 해서 그 프로그램이 곧바로 실행되는 것은 아니다. 운영 체제는 대기 목록인 ‘대기열’에 실행시킨 순서대로 프로그램을 등록해 두었다가, 이 중 하나를 ⓑ골라 중앙 처리 장치인 CPU를 할당하고 동시에 대기열에서는 삭제한다. 즉 프로그램이 실행중이라는 것은 프로그램에게 CPU를 할당한 상태를 의미한다. 만약 10초 길이의 음악이 재생 후 종료되었다면 음악 재생 프로그램에게 CPU를 할당한 10초를 음악 재생 프로그램의 ‘실행 시간’이라 한다. 그런데 한 개의 CPU에는 한 번에 한 개의 프로그램만 할당할 수 있어서 대기열에 등록된 것 중 어느 것을 골라 할당할 것인지는 운영 체제의 일부인 CPU 스케줄링이 결정한다.
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(과학 기술 10) 진동 센서-32문제(2024학년도 수능특강 대비)
(I410-113-24-02-088004091) 일반적으로 어떤 물체가 기준 위치에 대해 반복 운동을 할 때 그물체는 진동한다고 말하고 이러한 진동의 패턴이 반복되는 시간을 주기라고 한다. 1초 동안에 주기가 반복되는 횟수를 주파수라고 말하며, 단위는 헤르츠(Hz)를 사용한다. 일상생활이나 산업 현장에는 다양한 진동이 있다. 특히 산업 현장의 생산 설비에서 발생하는 진동은 제품의 수율*을 감소시킨다. 특히 초미세 공정이 요구되는 생산 공정에서는 진동으로 인한 불량품 비율의 증가와 생산 비용 증가 등의 문제를 야기하며 작업자에게도 큰 해를 입힐 수 있다. 따라서 진동을 감지하는 진동 센서 기술은 불량을 ⓐ막는 데 중요한 기술로 자리 잡고 있다.
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(과학 기술 09) 인공 지능이 만드는 진화 음악-32문제(2024학년도 수능특강 대비)
(I410-113-24-02-088004073) 인공 지능이 크게 발달하고 인간에게 고유하다고 여겨진 사고 능력을 기계가 갖게 될 가능성이 현실화되면서 인간의 삶의 모든 영역이 인공 지능과 연결되고 있다. 기계에 가장 결여되어 있다고 여겨진 창의성을 기계가 갖게 할 수 있다는 주장이 나오면서 인공 지능이 창조하는 예술의 가능성과 가치에 대하여 많은 논의가 이루어지고 있다. ‘컴퓨터는 단지 프로그래밍이 된 것만 할 수 있다.’라는 선입견을 깨고 인간이 창출한 적 없는 새로운 음악을 인공 지능이 만들어 내고 있다.
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(과학 기술 05) OSI 참조 모델-32문제(2024학년도 수능특강 대비)
(I410-113-24-02-088003950) 네트워크는 컴퓨터 등 수많은 장비들로 이루어져 있고, 이 장비들은 서로 데이터를 주고받을 수 있다. 일반적으로 데이터를 주고받을 때에는 신뢰성 있고 원활한 통신을 수행하기 위해 사전에 합의된 통신 규약인 프로토콜을 사용한다. 프로토콜은 장비 간 데이터를 주고받는 과정에서의 통신 방법에 대한 규약으로, 네트워크가 성립하기 위한 가장 기본적인 요소 중 하나이다. 초기의 프로토콜은 특정 업체가 자사의 장비들을 연결하기 위해 만들었다. 만약 한 조직체 내에 서로 다른 컴퓨터 시스템이 서로 다른 프로토콜을 사용하는 경우 프로토콜 간 통신이 이루어지기 어려웠기 때문에 각기 다른 프로토콜을 변환해 연결해 주는 게이트웨이(gateway)가 필요하게 되었다. 그러나 현존하는 모든 프로토콜에 대하여 이러한 게이트웨이를 개발하는 것은 거의 불가능한 일이고, 기술적으로도 매우 어렵다. 이에 따라 모든 컴퓨터 제작사 및 통신 장비 업체들 간 프로토콜의 호환성을 높이는 방안이 마련되었고, 다양한 네트워크에 상호 연결되어 있는 개방형 컴퓨터 통신 환경에 적용할 수 있는 표준 프로토콜인 OSI(Open Systems Interconnection) 참조 모델이 제시되었다.
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(기술) 열차의 안전 운행을 위한 장치-33문제(EBS 독서 독해의 원리 대비)
[I410-113-24-02-088610973] 열차 운행의 중요한 과제는 열차를 신속하게 운행하면서도 열차끼리의 충돌 사고를 방지하는 것이다. 열차를 운행할 때는 일반적으로 역과 역 사이에 일정한 간격으로 구간을 설정하고 하나의 구간에는 한 대의 열차만 운행하도록 하는데, 이러한 구간을 ‘폐색구간’이라고 한다. 폐색구간을 안전하게 관리하면서도 열차 운행의 속도를 높이는 데 도움을 주기 위해서 열차나 선로에는 다양한 안전장치들이 설치되어 있다.
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(과학) 초음파 도플러 혈류계-32문제(202404, 고3 대비)
초음파 도플러 혈류계란 혈류의 속도와 방향 등의 정보를 측정하여 영상화하는 기기로 초음파의 도플러 효과를 이용한다. 초음파는 주파수*가 인간의 가청 범위 이상인 음파이다. 일반적으로 음파를 전달하는 매개체인 매질을 통해 측정 대상에게 보낸 초음파의 송신 주파수와 대상에서 반사되어 돌아온 수신 주파수는 같은 값을 갖는다. 하지만 대상이 이동하면 송신 주파수와 수신 주파수가 달라지는데, 이러한 현상을 도플러 효과라고 한다.
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(과학) 해양에너지-30문제(202311, 고1 대비)
(I410-113-24-02-088005141) 최근 해양에서 얻을 수 있는 재생 에너지원에 대한 관심이 커지면서 해양 온도차 발전이 주목받고 있다. 해양에서는 태양열을 흡수한 정도에 따라, 수심이 얕은 표층수와 수심이 깊은 심층수 사이에 온도 차이가 발생한다. 일반적으로 해양 온도차 발전은 약 20℃를 유지하는 표층수로 냉매를 가열하고, 약 4℃를 유지하는 심층수로 냉매를 냉각하는 과정을 반복하여 전력을 생산한다. 이 과정에서 냉매는 발전 설비를 순환하면서 열전달을 통해 기화와 액화를 반복한다. 이때 열전달이란 고온부의 열에너지가 저온부로 전달되는 현상으로, 열전달량은 열을 전달하는 면적과 온도 차이에 비례한다.
