나노미터와 아보가드로 수(數)
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대장쟁이ㆍ2025-12-12관련링크
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나노미터와 아보가드로 수(數)
물질을 이루는 구성요소인 분자, 원자, 이온은 너무나 작습니다. 오늘날 반도체 기술의 발달로 사람들은 2 나노미터 반도체니 1 나노미터 반도체니 우습게 이야기하는데 1 나노미터는 1 미터를 10억분의 1로 쪼갠 크기입니다. 지구 지름이 약 12,700 킬로미터인데 지구지름을 10억분의 1로 쪼개면 손톱길이도 안 되는 1.27 센티미터가 되니 1 나노미터가 얼마나 작은 크기인지 짐작할 수 있습니다. 1 센티미터 길이에 1 나노미터 1천만 개를 늘어놓을 수 있습니다. 가로, 세로, 높이가 각각 1 센티미터인 1 cc, 손가락 끄트머리 부피 안에 1나노미터 크기의 알갱이를 집어넣는다면 1천만 곱하기 1천만 곱하기 1천만 = 1 뒤에 동그라미 21개가 붙는 엄청난 수, 10 해 개의 알갱이가 들어갑니다. 물 분자의 크기는 0.28 나노미터라고 합니다. 얼마나 작은지 감조차 잡히지 않습니다.
분자나 입자의 수는 것은 현대 화학, 기술에서 농도라든지 정확한 화학반응생성에 필요한 양을 계산하는 데 매우 중요합니다. 그래서 19세기 이탈리아의 과학자 아메데오 아보가드로의 제안에 따라 분자, 입자의 수를 아보가드로 수(數)로 정했습니다. 특정 숫자의 분자, 입자의 수를 정하고 이걸 1몰(mol, 또는 mole)로 부르기로 했습니다. 몰(mol)수로 모든 물질의 분자의 수를 일치시키는 것입니다. 물은 산소분자 1개와 수소 분자 2개로 이루어지니까 산소 1 몰과 수소 2 몰을 합하여 반응시키면 정확하게 물 1몰이 되는 것이지요(2 H₂+O₂→ 2 H₂O). 그 뒤 과학의 발달에 따라 1 mol의 분자, 입자 수는 약 6.022 × 10²³로 계산되었습니다.
물 1 mol은 18 cc 정도 됩니다. 공기 1 mol은 22.4 리터 정도 됩니다. 물 몇 스푼에 이 작은 물 분자 6.022 × 10²³ 개가 들어 있고 여행용 캐리어 트렁크 한 가득 정도의 공기에 질소와 산소 분자 6.022 × 10²³ 개가 들어갑니다. 1 mol의 분자 수 6.022 × 10²³ 은 어느 정도 될까요? 6 뒤에 동그라미 23개가 붙은 수 602,200,000,000,000,000,000,000 개가 됩니다. 이걸 어떻게 읽어야 할까요? 만, 억, 조, 경, 해, 자.... 6,022해 개가 됩니다. 물 몇 스푼에 물분자 6,022해 개! 지구를 이 숫자로 나눈다면 모래알 크기 정도가 될 것입니다. 물 몇 스푼에 이렇게 많은 물 분자라니 상상이 되십니까?
지구의 바다와 호수, 강, 빙하, 담수를 모두 합치면 물의 양이 13억 8,600만 km³ (입방 킬로미터) 정도 되고 이 중 바닷물이 96.5%, 담수는 2.5% 정도 된다고 합니다. 물 1 입방 킬로미터는 10억 톤 정도 되니까 지구상의 물은 약 138경 톤이 되고, 1톤이 1,000 리터 정도니까 지구상의 물은 모두 13해 8600경 리터 정도 되겠습니다. 엄청난 양입니다.
예수님은 십자가에 못 박혀 피 흘려 죽으셨습니다. 로마 군병이 창으로 옆구리를 찔러 물이 쏟아졌습니다. 그 피와 물의 양이 어느 정도 될까요? 사람의 혈액이 약 5 리터 정도 된다고 합니다. 영화 벤허의 마지막에 폭우가 쏟아지고 예수님의 피가 빗물에 흘러가는 장면이 나옵니다. 예수님의 피와 물 5 리터에는 5,000 나누기 18 = 278 몰, 278 몰 곱하기 6,022해 = 167자 4,116해 개의 어마어마한 수의 물 분자가 들어 있었다는 계산이 됩니다. 지구상의 물은 해류, 증발, 구름, 비, 눈, 태풍 등 순환으로 끊임없이 뒤섞이고 있으며 예수님의 피를 이루었던 물 분자 167자4116해 개의 분자들은 2,000년 동안 온 세계에 퍼졌습니다. 그러므로 167자4116해 나누기 13해8000경 리터 = 지금 지구상의 물에는 리터당 평균 12만 개 가량의 예수님의 피를 이루었던 물 분자가 들어있다는 계산이 됩니다.
1 리터 물의 물 분자는 33자 개나 되기 때문에 물 분자 12만 개라야 30경분의 1밖에 안 되니 그야말로 호수에 잉크 한 방울 떨어뜨린 정도밖에 안 되지만 그러나 분명한 것은 우리가 매일 마시는 물 속에는 리터당 예수님의 피를 이루었던 물 분자 수십만 개가 들어있고 오늘도 우리는 예수님의 피와 물을 이루었던 그 물 분자 수십만 개를 마시고 있다는 사실입니다. 또 우리 몸, 우리 피 속에는 예수님의 피를 이루었던 물 분자 수백만 개가 들어와 있다는 사실입니다.
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물질을 이루는 구성요소인 분자, 원자, 이온은 너무나 작습니다. 오늘날 반도체 기술의 발달로 사람들은 2 나노미터 반도체니 1 나노미터 반도체니 우습게 이야기하는데 1 나노미터는 1 미터를 10억분의 1로 쪼갠 크기입니다. 지구 지름이 약 12,700 킬로미터인데 지구지름을 10억분의 1로 쪼개면 손톱길이도 안 되는 1.27 센티미터가 되니 1 나노미터가 얼마나 작은 크기인지 짐작할 수 있습니다. 1 센티미터 길이에 1 나노미터 1천만 개를 늘어놓을 수 있습니다. 가로, 세로, 높이가 각각 1 센티미터인 1 cc, 손가락 끄트머리 부피 안에 1나노미터 크기의 알갱이를 집어넣는다면 1천만 곱하기 1천만 곱하기 1천만 = 1 뒤에 동그라미 21개가 붙는 엄청난 수, 10 해 개의 알갱이가 들어갑니다. 물 분자의 크기는 0.28 나노미터라고 합니다. 얼마나 작은지 감조차 잡히지 않습니다.
분자나 입자의 수는 것은 현대 화학, 기술에서 농도라든지 정확한 화학반응생성에 필요한 양을 계산하는 데 매우 중요합니다. 그래서 19세기 이탈리아의 과학자 아메데오 아보가드로의 제안에 따라 분자, 입자의 수를 아보가드로 수(數)로 정했습니다. 특정 숫자의 분자, 입자의 수를 정하고 이걸 1몰(mol, 또는 mole)로 부르기로 했습니다. 몰(mol)수로 모든 물질의 분자의 수를 일치시키는 것입니다. 물은 산소분자 1개와 수소 분자 2개로 이루어지니까 산소 1 몰과 수소 2 몰을 합하여 반응시키면 정확하게 물 1몰이 되는 것이지요(2 H₂+O₂→ 2 H₂O). 그 뒤 과학의 발달에 따라 1 mol의 분자, 입자 수는 약 6.022 × 10²³로 계산되었습니다.
물 1 mol은 18 cc 정도 됩니다. 공기 1 mol은 22.4 리터 정도 됩니다. 물 몇 스푼에 이 작은 물 분자 6.022 × 10²³ 개가 들어 있고 여행용 캐리어 트렁크 한 가득 정도의 공기에 질소와 산소 분자 6.022 × 10²³ 개가 들어갑니다. 1 mol의 분자 수 6.022 × 10²³ 은 어느 정도 될까요? 6 뒤에 동그라미 23개가 붙은 수 602,200,000,000,000,000,000,000 개가 됩니다. 이걸 어떻게 읽어야 할까요? 만, 억, 조, 경, 해, 자.... 6,022해 개가 됩니다. 물 몇 스푼에 물분자 6,022해 개! 지구를 이 숫자로 나눈다면 모래알 크기 정도가 될 것입니다. 물 몇 스푼에 이렇게 많은 물 분자라니 상상이 되십니까?
지구의 바다와 호수, 강, 빙하, 담수를 모두 합치면 물의 양이 13억 8,600만 km³ (입방 킬로미터) 정도 되고 이 중 바닷물이 96.5%, 담수는 2.5% 정도 된다고 합니다. 물 1 입방 킬로미터는 10억 톤 정도 되니까 지구상의 물은 약 138경 톤이 되고, 1톤이 1,000 리터 정도니까 지구상의 물은 모두 13해 8600경 리터 정도 되겠습니다. 엄청난 양입니다.
예수님은 십자가에 못 박혀 피 흘려 죽으셨습니다. 로마 군병이 창으로 옆구리를 찔러 물이 쏟아졌습니다. 그 피와 물의 양이 어느 정도 될까요? 사람의 혈액이 약 5 리터 정도 된다고 합니다. 영화 벤허의 마지막에 폭우가 쏟아지고 예수님의 피가 빗물에 흘러가는 장면이 나옵니다. 예수님의 피와 물 5 리터에는 5,000 나누기 18 = 278 몰, 278 몰 곱하기 6,022해 = 167자 4,116해 개의 어마어마한 수의 물 분자가 들어 있었다는 계산이 됩니다. 지구상의 물은 해류, 증발, 구름, 비, 눈, 태풍 등 순환으로 끊임없이 뒤섞이고 있으며 예수님의 피를 이루었던 물 분자 167자4116해 개의 분자들은 2,000년 동안 온 세계에 퍼졌습니다. 그러므로 167자4116해 나누기 13해8000경 리터 = 지금 지구상의 물에는 리터당 평균 12만 개 가량의 예수님의 피를 이루었던 물 분자가 들어있다는 계산이 됩니다.
1 리터 물의 물 분자는 33자 개나 되기 때문에 물 분자 12만 개라야 30경분의 1밖에 안 되니 그야말로 호수에 잉크 한 방울 떨어뜨린 정도밖에 안 되지만 그러나 분명한 것은 우리가 매일 마시는 물 속에는 리터당 예수님의 피를 이루었던 물 분자 수십만 개가 들어있고 오늘도 우리는 예수님의 피와 물을 이루었던 그 물 분자 수십만 개를 마시고 있다는 사실입니다. 또 우리 몸, 우리 피 속에는 예수님의 피를 이루었던 물 분자 수백만 개가 들어와 있다는 사실입니다.
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