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태양열과 태양광의차이점이 무엇일까요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.태양열과 태양광은 모두 태양 에너지를 활용하는 기술이지만 에너지 변환 방식과 활용 분야에서 차이가 있습니다.태양열은 태양 에너지의 열 에너지를 직접적으로 이용하는 기술입니다.태양열 집열판을 사용하여 태양 에너지를 흡수하고 흡수된 열 에너지는 온수 생산 난방 냉난방 시스템 등에 활용됩니다.태양광은 태양 에너지의 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 기술입니다. 태양 전지판을 사용하여 태양빛을 받으면 반도체 효과를 통해전기 에너지가 생산됩니다. 생산된 전기 에너지는 가정 산업시설 발전소 등에 공급될 수 있습니다.태양열과 태양광은 각자의 장단점을 가지고 있으며 사용 목적에 따라 선택적으로 활용될 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 전기·전자
24.03.24
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항상성의 원리 중에서 음성피드백이란?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.항상성은 생물체가 외부 환경 변화에도 불구하고 내부 환경을 일정하게 유지하려는 성질입니다. 이러한 항상성을 유지하는 데 중요한 역할을 하는 것이 바로 음성 피드백입니다.음성 피드백은 시스템의 출력 결과가 원하는 기준값과 비교되어 그 결과에 따라 시스템의 활동을 조절하는 메커니즘입니다. 즉 시스템의 출력 결과가 기준값을 벗어나면 그 écart를 줄이도록 시스템을 조절하는 방식입니다.음성 피드백은 다음과 같은 과정을 통해 이루어집니다.출력 결과를 감지하는 장치가 있습니다.감지된 출력 결과를 원하는 기준값과 비교합니다.비교 결과는 시스템을 조절하는 기관에 전달됩니다.기관은 비교 결과에 따라 시스템의 활동을 조절합니다.음성 피드백은 다양한 생물학적 시스템에서 중요한 역할을 합니다. 대표적인 예시로는 체온 조절 혈당 조절 혈압 조절 등이 있습니다.체온이 너무 높아지면 땀을 흘려 체온을 낮추고 체온이 너무 낮아지면 떨면서 열을 생산하여 체온을 높입니다. 이러한 체온 조절 과정은체온 감지 체온 비교 체온 조절 기관으로의 정보 전달 체온 조절 기관의 활동 조절 등의 과정을 통해 이루어집니다.혈당 수치가 너무 높아지면 인슐린을 분비하여 혈당을 낮추고 혈당 수치가 너무 낮아지면 글루카곤을 분비하여 혈당을 높입니다. 이러한혈당 조절 과정은 혈당 감지 혈당 비교 혈당 조절 기관으로의 정보 전달 혈당 조절 기관의 활동 조절 등의 과정을 통해 이루어집니다.혈압이 너무 높아지면 혈관을 확장하여 혈압을 낮추고혈압이 너무 낮아지면 혈관을 수축하여 혈압을 높입니다. 이러한 혈압 조절과정은 혈압 감지 혈압 비교 혈압 조절 기관으로의 정보 전달 혈압 조절 기관의 활동 조절 등의 과정을 통해 이루어집니다.음성 피드백은 생물체의 항상성 유지에 필수적인 메커니즘입니다. 외부 환경 변화에도 불구하고 내부 환경을 일정하게 유지하여 생명활동을 지속할 수 있도록 하는 중요한 역할을 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 생물·생명
24.03.24
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거미줄과 강철의 중량을 동일하게 하였을 때 인장강도가 어느 것이 높나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.텔레비전에서 나온 내용처럼 거미줄을 실타래처럼 뽑아서중량을 동일하게 한다면 거미줄이 강철보다 인장 강도가 훨씬 높습니다.인장 강도는 단위 면적당 최대 인장력을 의미하며 이는재료의 강도를 나타내는 중요한 지표입니다. 일반적으로 강철의 인장 강도는 200000 psi (1379 MPa) 정도이며 거미줄은 1000000 psi (6895 MPa) 이상까지 측정될 수 있습니다. 같은 무게의 강철과 거미줄을 비교했을 때 거미줄이 5배 이상 강하다고 볼 수 있습니다.실제로 거미줄과 강철을 비교할 때는 단순히 인장강도만 고려하는 것은 부족합니다. 다음과 같은 요소들을 함께 고려해야 정확한 비교가 가능합니다.거미줄은 강철보다 훨씬 밀도가 낮습니다. 즉 같은 부피의경우 거미줄이 훨씬 가벼울 것입니다.거미줄은 강철보다 훨씬 탄성이 뛰어납니다. 즉 충격에 대한 저항력이 훨씬 강합니다.강철은 거미줄보다 내구성이 뛰어납니다. 즉 시간이 지나도 강도가 쉽게 변하지 않습니다.어떤 재료가 더 강하다고 단정짓기는 어렵습니다. 사용 목적과 필요한 특성에 따라 적합한 재료가 달라질 수 있습니다.거미줄은 강철보다 훨씬 높은 인장 강도를 가지고 있지만 밀도 탄성 내구성 등 다른 요소들도 고려해야 합니다. 사용 목적과필요한 특성에 따라 적합한 재료를 선택해야 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 물리
24.03.24
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앞으로미래는 우주전쟁이라고하는데 우리나라수준이 궁금해요
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.한국은 2022년 6월 누리호 2호 발사를 성공적으로마쳤습니다. 누리호는 1.5톤 인공위성을 지구 저궤도에 올릴 수 있는 한국 최초의 국산 우주발사체입니다.미국의 팰컨 9이나 유럽의 아리안 5와 같은 주요 우주 선진국의 발사체에 비하면 성능이 부족합니다. 누리호는 아직 개발 단계이며 상용화를 위해서는 추가적인 발사 시험이 필요합니다.한국은 1992년 우리별 1호 발사 이후 다양한 위성을 개발하고 발사해 왔습니다. 현재 한국은 천리안 기상위성 아리랑 통신위성 등 30여개의 위성을 운영하고 있습니다. 대부분의 위성은 해외 기술을 도입하여 개발한 것으로 핵심 기술은 아직 부족한 상황입니다.한국은 2022년 달 탐사선 다누리를 발사했습니다.다누리는 한국 최초의 달 탐사선이며 2023년 말 달 주변 궤도에 진입할 예정입니다. 다누리는 달 표면의 지형과 광물 분포를 조사하는 임무를 수행할 예정입니다. 다른 나라에 비하면 우주 탐사 기술은 아직 초기 단계에 있습니다.한국은 우주과학기술 분야의 전문 인력이 부족합니다. 한국과학기술기획평가원에 따르면 2020년 기준 한국의 우주과학기술 분야 종사자는 약 4000명입니다. 이는 미국이나 일본에 비해 10분의 1 수준입니다.한국은 우주과학기술 분야에 대한 투자 규모가 부족합니다. 2020년 기준 한국 정부의 우주개발 예산은 약 6158억원입니다. 이는 미국의 35.6% 러시아의 11.5% 일본의 8.7%에 비해 낮은 수준입니다.한국은 최근 우주과학기술 분야에서 빠르게 성장하고 있지만 아직 선진국 수준에는 미치지 못하고 있습니다. 발사체 위성 탐사 기술전문 인력 투자 규모 등 모든 분야에서 개선이 필요합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.03.24
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퀘이사는 블랙홀에 흡수되지 않나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.퀘이사 중심에 존재하는 블랙홀은 주변 모든 에너지를 흡수하는 강력한 중력을 가지고 있습니다. 퀘이사는 블랙홀 주변에 존재하면서도 흡수되지 않고 존재합니다. 이는 어떻게 가능한 것일까요?심 블랙홀 주변에는 가스와 먼지로 이루어진 거대한 원반이 존재합니다. 이 원반을 강착 원반이라고 합니다. 강착 원반에서 블랙홀로 떨어지는 물질은 엄청난 에너지를 방출하며 이 에너지가 퀘이사의 밝기를 만듭니다.강착 원반의 물질은 블랙홀로 떨어지면서 각운동량을 가지고 있습니다. 각운동량은 물질이 블랙홀에 직접 흡수되는 것을 방지합니다. 물질은 블랙홀 주변을 회전하며 에너지를 방출하고 일부는 블랙홀에 흡수되고 일부는 다시 방출됩니다.블랙홀은 주변 모든 것을 흡수흡수 속도에는 한계가 있습니다. 퀘이사의 경우 강착 원반에서 블랙홀로 떨어지는 물질의 양이 흡수 속도보다 빠르면 퀘이사는 계속 존재할 수 있습니다.블랙홀은 흡수하는 물질의 양만큼 성장합니다. 퀘이사의 경우 블랙홀 흡수 속도가 강착 원반에서 떨어지는 물질의 양보다 느리면 퀘이사는 점점 사라지고 블랙홀만 남게 됩니다.퀘이사는 초기 우주에서 흔히 관찰되었지만 현재는 훨씬 적게 관찰됩니다. 이는 퀘이사가 시간이 지남에 따라 블랙홀에 흡수되어 사라지기 때문입니다.퀘이사는 강착 원반 각운동량 흡수 속도 등의 요인으로 인해 블랙홀에 흡수되지 않고 존재할 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 퀘이사는 블랙홀에 흡수되어 사라지게 됩니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
학문 / 지구과학·천문우주
24.03.24
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엔탈피는 어떻게 측정하는 건가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.엔탈피 표는 각 물질의 표준 생성 엔탈피(ΔH°f) 값을 제공합니다.반응 전후 모든 물질의 표준 생성 엔탈피 값을 이용하여 반응 엔탈피 변화(ΔH°rxn)를 계산할 수 있습니다.계산 방법은 다음과 같습니다.ΔH°rxn = ΣnΔH°f(생성물) - ΣnΔH°f(반응물)n은 각 물질의 반응 계수입니다.열량계는 화학 반응에서 발생하거나 흡수되는 열을 측정하는 장치입니다.반응 과정에서 발생하거나 흡수된 열량을 측정하여 엔탈피 변화를 계산할 수 있습니다.열량계를 이용한 엔탈피 측정 방법은 다음과 같습니다.반응물과 용매를 열량계에 넣고 온도를 측정합니다.반응을 시작하고 반응 종료 후 온도를 다시 측정합니다.열량계의 비열과 온도 변화를 이용하여 발생하거나 흡수된 열량을 계산합니다.계산된 열량을 이용하여 엔탈피 변화를 계산합니다.엔탈피 측정 방법 비교엔탈피 표 사용은 간편하지만, 정확도가 떨어질 수 있습니다.열량계 사용은 정확도가 높지만, 실험 과정이 복잡합니다.엔탈피 측정은 화학 반응의 열역학적 특성을 이해하는데 중요한 역할을 합니다.엔탈피 변화 값을 이용하여 반응의 자발성, 평형 상수, 반응 속도 등을 예측할 수 있습니다.엔탈피 측정은 화학, 생물, 물리, 공학 등 다양한 분야에서 응용됩니다.엔탈피는 온도와 압력에 따라 변합니다.엔탈피 변화는 열역학적 제1법칙에 따라 계산됩니다.엔탈피 측정에 대한 더 자세한 내용은 화학 교과서나 전문 서적을 참고하시기 바랍니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 화학
24.03.24
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화성에물의 존재가능성이 있읍니까.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.화성 표면에는 액체 상태의 물이 존재하지 않지만 지하에는 얼음 형태의 물이 존재할 가능성이 높습니다.과학자들은 화성 표면 아래 얼음층 지하 호수 심지어 지하 바다까지 존재할 가능성을 제시하고 있습니다.화성 탐사를 통해 다양한 증거들이 발견되었습니다.화성 남극 주변 탐사에서 얼음층 존재 확인화성 표면 지형 분석을 통해 과거 강물 흐른 흔적 발견화성 궤도선 관측 결과 지하 호수 존재 가능성 제시화성 지하에 얼마나 많은 물이 존재하는지는 아직 정확히 밝혀지지 않았습니다.현재까지 추정되는 양은 지구 남극 빙하보다 더 많은 양이 될 수 있다는 의견도 있습니다.정확한 측정을 위해서는 지속적인 탐사와 연구가 필요합니다.액체 상태의 물은 생명체 존재에 필수적인 요소입니다.화성 지하에 액체 상태의 물이 존재한다면 생명체 존재 가능성도 배제할 수 없습니다.과학자들은 지하 생태계 존재 가능성을 연구하고 있으며탐사를 통해 생명체 흔적을 찾고 있습니다.현재까지 화석이나 유전 물질 등 생명체의 직접적인 증거는 발견되지 않았지만 탐사는 지속되고 있습니다.화성 지하 물에 대한 연구는 아직 초기 단계입니다.지속적인 탐사와 연구를 통해 화성 지하 환경과 생명체 존재가능성에 대한 더 많은 정보를 얻을 수 있을 것입니다.화성 탐사는 인류의 우주 진출과 생명체 탐색에 중요한 역할을 하고 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.03.24
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화학 농도에 관해 궁금한점 있습니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.협력업체 염료 농도 메뉴얼 관련 문의협력업체 옷감 염료 농도 메뉴얼에서 이해가 안 되는 부분이 있다고 하셨습니다. 아래 두 가지 질문에 대한 답변을 드리겠습니다.농도 98% 농황산으로 10% H2SO4 용액을 만들 때 필요한 농황산 양은 다음과 같습니다.희석된 용액의 부피 (V2) * 희석된 용액의 농도 (C2) = 원액의 부피 (V1) * 원액의 농도 (C1)C2 = 10% (0.1로 표현 가능)V2 = 원하는 10% H2SO4 용액의 부피 (L 단위로 입력)C1 = 98% (0.98로 표현 가능)V1 = (V2 * C2) / C1예시: 1L의 10% H2SO4 용액을 만들 때 필요한 농황산 양 계산V1 = (1L * 0.1) / 0.98 = 약 0.102L ≈ 102mL1L의 10% H2SO4 용액을 만들 때는 약 102mL의 농황산이 필요합니다.메뉴얼에 나온 "1,000ml--1L"은 단위 변환을 위한 표기입니다. 1L는 1,000ml와 동일한 용량을 의미합니다. 화학 계산에서는 다양한 단위가 사용되므로, 필요에 따라 단위 변환이 필요합니다.농황산은 강산으로 위험할 수 있습니다. 취급 시 보호 장비를 착용하고 안전 수칙을 준수해야 합니다.희석 과정에서 농황산을 물에 천천히 넣어야 합니다. 물을 농황산에 넣는 것은 위험할 수 있습니다.염료 농도는 염색 결과에 영향을 미칩니다. 정확한 농도를 맞추는 것이 중요합니다.메뉴얼에 다른 궁금한 점이 있으면 언제든지 질문해주세요.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 화학공학
24.03.24
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AI반도체와 일반반도체의 차이는 무엇인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.최근 AI 기술의 발전과 더불어 AI 반도체 개발에 대한 투자가 증가하고 있습니다. AI 반도체와 일반 반도체는 어떤 점에서 차이가 있을까요?명령어를 순차적으로 처리하여 계산을 수행합니다.곱셈 덧셈 뺄셈 등 기본적인 연산에 특화되어 있습니다.고정된 기능을 수행하도록 설계되어 유연성이 낮습니다.인간의 뇌 구조를 모방한 인공 신경망(ANN)을 기반으로 작동합니다.대량의 데이터를 학습하여 스스로 패턴을 인식하고 최적화합니다.다양한 AI 알고리즘을 효율적으로 실행하도록 설계되었습니다순차적인 처리 방식으로 인해 AI 작업에 적합하지 않습니다렬 처리 방식을 통해 AI 작업을 빠르고 효율적으로 수행합니다.특정 AI 알고리즘에 최적화되어 높은 처리 능력을 제공합니다.에너지 효율성이 높아 전력 소모량을 줄일 수 있습니다.스마트폰 컴퓨터 가전제품 등 다양한 전자 기기에 사용됩니다.계산 제어 저장 등 기본적인 기능을 수행합니다.이미지 인식 음성 인식 자연어 처리 등 AI 작업에 특화되어 있습니다.자율주행 스마트 팩토리 의료 진단 등 다양한 분야에 활용됩니다.AI 기술의 발전과 더불어 AI 반도체 시장은 빠르게 성장할 것으로 예상됩니다. AI 반도체는 다양한 분야에 혁신을 가져올 핵심기술로 주목받고 있습니다.AI 반도체의 보완적인 역할을 수행할 것으로 예상됩니다.기본적인 기능을 수행하는 저렴한 반도체로서 여전히 중요한 역할을 차지할 것입니다.인공지능 시대의 핵심 기술로 자리매김할 것으로 예상됩니다.다양한 분야에 혁신을 가져오고 새로운 가능성을 열어 줄 것입니다.AI 반도체는 일반 반도체와 작동 방식 처리 능력 적용 분야에서 차이점을 보입니다. AI 기술의 발전과 함께 AI 반도체 시장은 빠르게성장할 것으로 예상되며 다양한 분야에 혁신을 가져올 핵심 기술로 주목받고 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 기계공학
24.03.24
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구름의 모양이 다른 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.하늘을 보며 궁금해했던 적이 있죠. 왜 구름은 동그란모양 유선형 모양 등 다양한 모양을 하고 있는지? 이 놀라운 자연의 예술 작품뒤에는 어떤 원리가 숨겨져 있을까요?온도가 낮아지면 수증기가 응결되어 작은 물방울이나 얼음 결정을 형성합니다. 이 작은 입자들이 모여 구름을 만듭니다.습도가 높을수록 더 많은 수증기가 응결되어 더 많은 구름 입자가 생성됩니다.기압이 낮아지면 공기가 팽창하고 냉각되어 구름 형성에 유리한 환경이 조성됩니다.바람은 구름 입자를 이동시키고 서로 뭉쳐 더 큰 구름을 만들도록 합니다.적운 낮은 고도에서 형성되는 뭉게구름입니다. 햇빛을 반사하여 흰색으로 보이며 맑은 날씨에 자주 볼 수 있습니다.고적운 렌즈 모양의 구름입니다. 산맥 위를 흐르는 바람에 의해 형성됩니다.층운 넓고 얇은 담요처럼 펼쳐진 구름입니다. 안개와 비슷하게 보이며 가벼운 비나 눈을 내릴 수 있습니다.권운 높은 고도에서 형성되는 얇고 섬세한 깃털 모양 구름입니다얼음 결정으로 이루어져 있으며 맑은 하늘에서 자주 볼 수 있습니다.적란운 웅장한 탑 모양의 구름입니다. 강한 상승 기류에 의해 형성되며 뇌우와 함께 발생할 수 있습니다.구름을 형성하는 입자의 온도에 따라 구름 모양이 달라집니다. 온도가 높을수록 구름은 더 둥글고 뭉게구름 형태를 띠고 온도가낮을수록 구름은 더 얇고 섬세한 형태를 띠게 됩니다.습도가 높을수록 구름은 더 많은 입자를 포함하게 되어 더 짙고 어두운 색을 띠게 됩니다.기압이 낮을수록 구름은 더 높은 고도에서 형성되어 더 얇고 넓게 퍼지는 형태를 띠게 됩니다.바람의 방향과 강도에 따라 구름 입자가 이동하고 서로 뭉쳐 다양한 형태의 구름을 만들어냅니다.구름은 단순히 하늘을 꾸미는 장식이 아닙니다. 구름의 모양을 통해 날씨 변화를 예측할 수 있으며 구름은 지구의 기후 변화에도 중요한 역할을 합니다. 다양한 구름 모양을 관찰하며 그 아름다움을 즐기는 것은 자연의 신비를 경험하는 또 다른 방법입니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.03.24
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