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형광등에는 왜 아르곤가스를넣나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.형광등의 양 극에는 아주 고압의 전기를 넣게 됩니다.이렇게 하면 전자가 수은기체를 통해 방전되면서...특유의 자외선을 내뿜게 됩니다.금속의 종류에 따라 이렇게 내뿜는 빛의 종류가 다른데마침 수은은 자외선을 많이 내뿜는 특성이 있습니다.이러한 빛의 특성은 자세히 설명하긴 어렵고 단순히 금속 원자의전자궤도 구조에 따라 다르다는 것 정도만 힌트로 드리죠...아르곤 가스는 방전을 쉽게 하는 특성이 있는 정도입니다.이러한 자외선을 형광등 주변을 둘러싼 형광물질이 흡수해서가시광선으로 변환해서 발산하게 됩니다.이러한 현상 역시 형광물질의 원자 전자 궤도 구조때문에 그렇습니다.
학문 / 화학
23.01.12
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눈이 오면 도로에 왜 염화칼슘을 뿌리나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.염화칼슘은 이온결합물질로 물에 잘 녹습니다. 물 100g에 자그마치 74.5g이나 녹습니다.이온결합물질이 물에 녹으면 물의 어는점을 내립니다.물에 녹는 화합물들은 모두 어는점을 내리지만 굳이 염화칼슘을 사용하는 이유는 두가지에요.하나는 이온결합물질은 물에 녹으면 이온으로 분리되기에 몇 배의 어는점 내림 효과를 낸다는 점, 다른 하나는 처음에 언급했듯 엄청 많이 녹일 수 있다는 점.비슷한 이유로 소금을 사용할 수 있어요.염화칼슘은 철을 산화시키기 때문에 가드레일이 있는 도로에서는 사용이 꺼려지기도 합니다.
학문 / 토목공학
23.01.12
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핵융합에너지는 뭘 말하는건가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.원자핵이 융합하는 과정에서 줄어든 질량은 에너지로 변환됩니다.물질이 바뀌는데 양성자 수와 중성자 수가 반응 전후 같을 수 없습니다.모든 원자핵은 중성자 전하가 0이므로 원자의 전자가 나가면서 양전하를 띠는 원자가 되는데 본래라면 원자핵은 서로 충돌하기 전에 전자기력에 의한 척력이 작용해 서로 결합할 수가 없습니다. 하지만 초고온으로 가열되어 원자핵의 운동 에너지가 매우 높아지면 이 척력을 이겨내고 원자핵이 충돌되며, 이렇게 원자가 가까워지면 그 이후부터는 강한 핵력이 작용해 원자핵이 서로 결합하게 됩니다.이 결합 과정을 핵융합이라 하고 이때 충돌하기 전 두 원자핵을 합친 질량보다 생성된 원자핵의 질량이 더 작은데, 그 질량 차만큼 에너지가 발생합니다.핵 융합에너지는 원료로 쓰이는 수소를 바닷물에서 무한하게 구할 수 있어 자원량에 구애받지 않고, 바닷물 1리터를 이용하여 석유 300리터에 상응하는 에너지를 만들 수 있습니다. 또한 탄소가스가 배출되는 않고 폐기물도 나오지 않는 장점이 있어 고효율 친환경의 미래에너지라고 불리고 있습니다. 하지만 태양과 같은 높은 열과 압력을 가진 플라즈마 상태를 유지하고 또 플라즈마 상태를 가둬두는 것이 어려운 문제인데. 하지만 한국의 핵융합장치 KSTAR는 2008년 최초 플라즈마 발생에 성공, 작년에는 720kA급 플라즈마 전류로 6.7초 동안 안정적으로 운전하는데 성공하여 상용화에 한 걸음씩 다가서고 있습니다
학문 / 화학
23.01.12
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왜 겨울철에만 밖에서 숨쉬면 입김이 나오는건가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.추울때는 기온이 낮죠...입김은 원래는 몸속에선 기체입니다.입으로 숨을 내쉬면 수증기가 빠져나옵니다.여름에는 기온이 체온과 비슷하기때문에 잘 보이지 않지만,겨울철에는 체온에 비해 상대적으로 낮기때문에 보이는 것입니다상태변화와 열에너지로 말을 하자면.추울때 기온이 낮으므로 숨을 내쉬면 숨에 있던 수증기가 열을 빼앗깁니다.그래서 액체상태로 나옵니다.액체는 눈에 보이죠?김은 뭡니까?바로 액체상태 아닙니까?같은 원리로 주전자에 물을끓일때도 김이 나옵니다.이 원리랑 같습니다.요약하자면!!!우리 몸은 신장,폐,땀샘으로 물을 내보내는데,폐로 물을 내보내는게 수증기를 내보내는 건데...수증기를 내보내면 기온이 낮으니깐 액체상태가되어 눈에 보이는것입니다
학문 / 생물·생명
23.01.12
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태풍의 발생원인은 무엇이고 그 진로는 어떻게 결정되나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.한국에서는 열대저기압의 풍속이 17㎧이상일 때 태풍이라고 한다.태풍의 주 에너지원은 수증기의 응결잠열(숨은열)이다.태풍의 발생원리는 수온이 27℃이상인 열대해상(5°~25°)에서 북동무역풍과 남동무역풍이 만나는 적도수렴대에서 편동풍파동을 따라 소용돌이치던 공기가 열대해상에서 올라오는 수증기들을 흡수하면서 그 크기가 커지면서 북상하는데 그 궤도는 포물선 궤도이며 전향점(약 30°부근)에 일을 때 가장 크며 전향점에 이르기 까지는 북서쪽으로 진행하다 전향점에서부터는 북동쪽으로 간다이렇게 되는 것 입니다 ㅎㅎ
학문 / 지구과학·천문우주
23.01.12
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엘니뇨 현상이 일어나는 배경은 어떻게 되나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.엘니뇨란, 남아메리카 페루 및 에콰도르의 서부 열대 해상에서 수온이 평년보다 높아지는 현상으로서, 남미 연안은 평상시 페루 연안에서 부는 남동무역풍에 의해 표층해류가 호주 연안으로 이동하므로 심층으로부터 찬 해수가 용승하는 세계적인 용승 지역으로 연중 수온이 낮아 좋은 어장이 형성되어 있다. 그런데 알 수 없는 원인에 의해 무역풍이 약해지게 될 때가 있는데, 이로 인해 용승이 줄어들며 페루 연안에서 엘니뇨가 발생하게 된다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.01.12
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지구에서 가장 많은 원소는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.고등학교 지구과학 2 에 다음과 같이 지구 전체의 원소 비를 나타낸 결과가 있습니다.(하이탑 지구과학 2 참조) Fe > O > Si > Mg > Na > S > Ca > Al 따라서, 가장 많은 것은 Fe 가 됩니다. (34% 정도입니다.)
학문 / 지구과학·천문우주
23.01.12
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지구상에서 가장 빠른동물이 궁금합니다
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.장소에 따라 다릅니다.육지:치타(시속 110km)바다:돛세치(시속 100km)하늘:매,칼새,군함조(시속 290km)
학문 / 생물·생명
23.01.12
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우리눈에 보이지않는 전자기파들은 어떻게 이동을 할수있나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.전자기파란 이 전기장과 자기장이 이동하는 현상입니다. 그래서 순수한 전기에너지가 이동하는 것이 전자기파라고 말하면 좋지요. 전자기파가 전달되기만 하는데 에너지가 사용되는 것은 아닙니다. 전자기파가 매질을 지나가면서 그 매질에 흡수되지 않는 이상 전자기파의 전체 에너지는 줄어들지 않고 똑같이 보존되며 이동합니다. 다만, 만일 전자기파가 점으로 된 곳으로부터 공간의 모든 방향으로 퍼져 나가면 전파되면서 더 많은 공간을 지나가야 하므로 에너지 밀도가 감소하기는 하지요.
학문 / 전기·전자
23.01.12
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수소차는 어떤원리로 동력을 전달할수있을까요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.수소차는 소수가 직접 연소에 참여하고 공기 중의 산소와 반응하여 물을 생성하는 원리로 전기에너지나 열에너지를 얻어서 움직입니다. 두 가지 종류가 있는데 아직 상용화가 완전히 안 되어 정해지지는 않았습니다. 더 싸고 간편하고 안전한 방식의 수소차가 상용화에 성공하겠지만 아직은 걸음마단계입니다.1. 수소 연료전지를 이용해 전기를 얻어 주행하는 전기자동차2. 수소를 연료로 사용해서, 즉 수소 기체를 연소해서 달리는 내연기관 자동차
학문 / 화학
23.01.12
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