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태양열을 어떻게 전기로 바꾸나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.태양열 발전은 태양에서 오는 태양열을 열에너지로 변환하여 전기를 생산하는 방식입니다. 집광형 태양열 발전은 태양열을 반사판을 이용하여 한 곳에 집중시켜 고온의 열을 만드는 방식입니다. 이 열을 이용하여 증기터빈을 가동하고 증기터빈으로부터 얻은 회전력을 이용하여 발전기를돌려 전기를 생산합니다.흡수식 태양열 발전은 태양열을 흡수액에 흡수시켜 고온의 증기를만드는 방식입니다. 이 증기를 이용하여 발전기를 돌려 전기를 생산합니다.집광형 태양열 발전은 고온의 열을 얻을 수 있기 때문에 발전 효율이 높지만초기 투자 비용이 많이 듭니다. 흡수식 태양열 발전은 초기 투자 비용이 적게 들지만 발전 효율이 집광형 태양열 발전에 비해 낮습니다.태양열을 반사판이나 흡수액에 흡수시켜열에너지로 변환합니다.열에너지를 이용하여 증기터빈을 가동합니다.증기터빈으로부터 얻은 회전력을 이용하여 발전기를 돌려 전기를 생산합니다.태양열 발전은 화석연료를 사용하지 않고 전기를 생산할 수 있는 친환경적인 발전 방식입니다. 태양열은 무한한 에너지이기 때문에 지속 가능한 발전 방식이기도 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 전기·전자
24.01.17
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지구에 자기장이 생긴 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.지구 자기장의 형성 원리에 대한 가장 유력한 이론은 다이나모 이론입니다. 지구 내부의 액체 상태의 철과 니켈로 이루어진 외핵에서 대류 현상이 일어나면서 전류가 발생합니다. 이 전류가 지구의 자전과 상호 작용하여 지구 자기장을 형성합니다.지구 내부의 외핵은 온도가 약 5500도씨 달하는 고온의 액체 상태입니다. 이곳에는 철과 니켈과 같은 자성체 금속이 포함되어 있습니다. 외핵의 물질은 지구의 내핵에서 발생하는 열에 의해 대류 현상을 일으킵니다. 대류 현상은 뜨거운 물질이 위로 차가운 물질이 아래로 이동하는 현상입니다.외핵에서 일어나는 대류 현상은 전류를 발생시킵니다. 이 전류는 지구의 자전과 상호 작용하여 지구 자기장을 형성합니다. 지구의 자전은 전류가 흐르는 방향을 결정하는 역할을 합니다.지구 자기장은 지구의 생명체와 지구의 환경을 보호하는 데 중요한 역할을 합니다. 지구 자기장은 태양풍으로부터 유입되는 방사선을 차단하여 지구 생명체를 보호합니다. 지구 자기장은 우주에서 날아오는 소행성과 운석의 충돌을 방지하여 지구의 환경을 보호합니다.지구 자기장의 세기는 시간에 따라 변화합니다. 지구 자기장의 세기가 약해지면 태양풍으로부터 유입되는 방사선의 양이 증가하여 생물체에 피해를 줄 수 있습니다. 지구 자기장의 세기가 약해지면 지구의 자기권이 약해져 우주로부터 날아오는 소행성과 운석의 충돌 위험이 증가할 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.01.17
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지구에서 만약 달이 없다면 어찌되나요??
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.달은 지구의 자전축을 23.5도 정도로 일정하게 유지하는 역할을 합니다. 달이 없으면 지구 자전축이 불안정해져서 기후가 급격하게 변하게 됩니다. 적도 지방에 갑자기 눈이 내리거나남극과 북극의 얼음이 모두 녹는 일이 생길 수 있습니다.달의 인력으로 인해 지구의 바닷물은 밀물과 썰물이 생깁니다. 달이 없으면 조수 간만의 차가 없어져서 해안가 생태계에 큰 영향을 미치게 됩니다. 갯벌이 사라지고 해양 생물들이 멸종할 수 있습니다.달의 인력은 지구를 당겨서 지구의 자전 속도를 느리게 만드는 역할을 합니다. 달이 없으면 지구의 자전 속도가 빨라져서 하루가 현재의 24시간에서 11시간 정도로 단축될 수 있습니다.달은 지구를 소행성으로부터 보호하는 역할을 합니다.달이 없으면 지구는 소행성 충돌의 위험에 더 많이 노출되게 됩니다.달이 없으면 지구의 자전축이 불안정해져서 지진과 화산 폭발이 더 많이 일어날 수 있다는 연구 결과도 있습니다.달이 없으면 지구는 급격한 변화를 겪게 될 것입니다. 변화에 적응하지 못한 생물들은 멸종할 수 있어요.인간의 삶도 큰 영향을 받을 것입니다답변이 마음에 드셨다면좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.01.17
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토성에 보내려는 잠수함 형태의 탐사선은 어떤 것인지 알려주세요~
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.토성의 위성인 타이탄은 짙은 대기 아래에 액체 상태의 메탄과 에탄으로 이루어진 호수와 바다가 있을 것으로 추정되기 때문에 NASA 같은 우주 기관들은 타이탄 같은 천체를 탐사하기 위해 잠수함 형태의 탐사선 개념을 고려하고 있습니다.잠수함은 지구에서 사용하는 잠수함과 유사한 원리로 작동하겠지만 다른 환경에 맞게 설계되었습니다. 지구의 바다는 주로 물로 이루어져 있지만 타이탄의 경우 영하의 온도에서 액체 상태로 존재하는 메탄과 에탄이 주를 이루므로 탐사 잠수함은 극단적인 저온 환경과 화학적으로 독특한 조건에서 작동할 수 있도록 설계되어야 합니다.타이탄에서 잠수함을 운용하는 것은 많은 도전을 내포하고 있습니다. 이 잠수함은 타이탄의 바다에 착륙하여 액체 메탄과 에탄의 조성과 물리적 상태 및 해저의 지질학적 특징 등을 연구할 것입니다. 타이탄의 바다가 어떻게 형성되었는지 현재의 상태는 어떤지 생명체 존재 가능성은 있는지 등에 대한 정보를 얻을 수 있을 것입니다.특히 타이탄은 지구 밖 생명의 존재 여부를 탐구하는 데 있어 매우 흥미로운 대상으로 간주됩니다. 타이탄의 지표면 온도와 압력은 지구상의 생명체가 살기에 적합하지 않지만 생명체가 거주할 수 있는 환경을 제공한다는 점에서 과학 커뮤니티의 많은 관심을 받고 있어요.실제로 NASA가 잠수함을 토성의 타이탄에 보내는 임무가 확정되었는지 아니면 아직은 개념 연구 단계인지에 대한 최신 상황은 확인이 필요합니다. 우주 미션들은 여러 단계의 계획과 검증을 거치며 많은 경우 연구와 개념 검증 단계에서 머물기도 합니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.01.17
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좌표계 중에서 지평 좌표계는 무엇인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.지평 좌표계는 천문학에서 사용하는 좌표계 중 하나로 관측자가 서 있는 위치를 중심으로 하늘을 관측할 때 사용하는 좌표계입니다. 이 좌표계는 지평선을 기본으로 하며 천체의 위치를 고도와 방위각으로 표시합니다.고도는 관측자의 지평선으로부터 위쪽 방향으로의 천체 각도입니다. 지평선 바로 위는 0도이며 천정은 90도입니다.방위각은 북쪽을 기준으로 하여 시계 방향으로 측정된 지평선 상에서의 각도입니다. 북쪽은 0도 또는 360도에서 시작하여 동쪽은 90도 및 남쪽은 180도이며 서쪽은 270도가 됩니다.지평 좌표계는 관측자의 위치와 관측 시간에 따라 다릅니다. 같은 천체라도 다른 시간이나 다른 장소에서 보는 각도가 달라 고도와 방위각이 바뀝니다. 이 좌표계를 사용하면 관측자가 지구 위 어느 지점에서 어떻게 보느냐에 따라 천체의 위치를 쉽게 설명할 수 있습니다.강연자가 지평 좌표계에서라고 언급한 것은 특정 천체가 관측자의 지평선과 관련하여 어떤 방위각과 고도를 가지고 있음을 설명하고 있다고 볼 수 있습니다. 지구의 자전과 관련하여 천체가 하늘을 가로지르는 경로를 좀 더 직관적으로 이해하는 데 도움을 줄 수 있습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.01.17
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설탕물에는 전기가 안통하는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.전기가 잘 통하는지 여부는 용액에 있는 이온들의 존재와 농도에 크게 의존합니다. 순수한 물은 실제로는 전기를 잘 전도하지 않습니다. 전기가 흐르기 위해서는 자유롭게 움직일 수 있는 전하를 가진 입자 즉 이온이 필요한데 순수한 물에는 이런 이온이 거의 없습니다.일반적인 생활환경에서 말하는 물은 순수한 물이 아니라 각종 미네랄 염류 등이 녹아 있는 상태입니다. 가정용 물에는 칼슘 마그네슘 나트륨 및 염소 등의 이온이 녹아있어 전기가 통하기 쉬워진다는 점에서 젖은 손으로 전기 기구를 만질 경우 감전의 위험이 있습니다.반면 설탕물의 경우 설탕이 물에 녹으면 설탕분자가 이온으로 분리되지 않고 분자 상태 그대로 녹습니다. 설탕 분자는 전하를 띠고 있지 않기 때문에 전기를 전달하는 데 필요한 자유로운 이온을 제공하지 않습니다. 순수한 설탕물은 이온성 물질이 많이 녹아 있는 일반 물보다 전기를 전도하기 어렵습니다. 설탕물에도 미량의 이온성 물질이 녹아 있을 수 있어 완전히 전기를 전도하지 않는다고 말할 수는 없습니다.다만 실생활에서는 설탕물에도 일반 물처럼 이온성 물질이 어느 정도 포함되어 있을 수 있기 때문에 전기가 전혀 통하지 않는다고 안심하기 어렵습니다. 설탕물이든 일반 물이든 전기기구를 다룰 때는 물기가 없는 상태에서 조심하는 것이 안전합니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 전기·전자
24.01.17
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영구동토층이 녹으면 발생하는 기후문제?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.영구동토층이 녹는 것은 지구 온난화의 중요한 부분입니다. 영구동토층은 기본적으로 메탄가스와 이산화탄소를 포함하고 있습니다.가스들이 대기 중으로 방출되면 지구 온난화를 가속화시키는데 메탄가스는 특히과정에 중요한 역할을 합니다.이러한 변화는 지구 기후에 다양한 영향을 미치게 됩니다. 지구 기온 상승 해수면 상승 극지방의 빙하 녹는 속도 증가 및 극지의 생태계 변화 그리고 극지방 주변 지역들에 미치는 영향 등이 있습니다.이러한 영향은 각 지역의 생태계와 생활에 영향을 미칠 뿐만 아니라 글로벌 경제 및 인프라에도 영향을 줄 수 있습니다. 영구동토층의 녹음으로 인한 지구 기후 변화는 극심한 문제로 여겨지며 이에 따른 대책 마련이 필수적입니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.01.17
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전자파가 없는 전기요의 원리?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.전기요에서 전자파를 줄이거나 제거한다고 광고하는 제품들은 전자파 발생을 최소화하기 위한 설계 기술을 사용합니다. 어떠한 전기 기기에서도 전기가 흐를 때는 전자파가 발생하기 마련이지만 이를 줄이는 방법이 있습니다.전기요의 내부 배선을 특수 소재로 감싸 전자파의 외부 노출을 줄입니다. 금속성 직물이나 다른 차폐 재료로 코일을 감싸 전자파를 차단할 수 있습니다.전기 배선 디자인을 통해 전자파가 적게 발생하도록 하는 똑똑한 설계가 사용될 수 있습니다. 코일을 특정한 방식으로 배열하여 상쇄 효과를 나타내게 하여 전자파를 줄일 수 있습니다.전압 및 전류의 강도를 조절함으로써 전자파의 강도를 줄일 수 있습니다. 낮은 전압과 전류를 사용하면 전자파의 강도가 약해질 수 있습니다.전기회로에 필터를 도입하여 전기 신호에서 높은 주파수를 제거하거나감쇠시킴으로써 전자파를 줄일 수 있습니다.전기요에 사용되는 전류의 신호 자체를 변조하여 전자파의 발생 빈도 및 강도를 줄일 수 있습니다.전자파를 완전히 제거하는 것은 실질적으로 불가능하며 전기 흐름이 있는 한 어느 정도의 전자파는 항상 발생합니다. 기술적 접근을 통해 전자파를 상당히 낮은 수준으로 줄일 수 있으며 대부분의 전자파 없는 전기요 제품들은 이러한 기준으로 전자파의 감소를 홍보합니다.그러나 사용자가 전자파 프리 전기요 제품을 구매할 때는 해당 제품이 독립적인 기관으로부터 인증을 받았는지 그리고 실제로 전자파 발생 수치가 어느 정도인지 확인하는 것이 중요합니다. 일부 경우에는 광고 상의 주장이 과학적으로 입증되지 않은 경우도 있기 때문입니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 전기·전자
24.01.17
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세탁기 온수 라인 잘 어는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.배관이 얼어붙는 현상은 주로 온도가 급격히 내려가면서 배관 내의 물이 얼어 확장되어 발생합니다. 냉수 배관과 온수 배관이 다른 반응을 보있어요.것에는 몇 가지 이유가 있어요.온수는 일반적으로 냉수보다 사용 빈도가 낮습니다. 냉수 배관은 자주 사용되어 물이 꾸준히 흐르는 반면에온수 배관은 상대적으로 사용 빈도가 떨어지기 때문에 물이 정체되어 있을 확률이 높고 이러한 정체된 물은 쉽게 얼 수 있습니다.냉수 배관과 온수 배관의 단열 상태가 서로 다르게 처리되었을 수 있습니다. 온수 배관은 온도가 더 높기 때문에 단열이 덜 중요하다고 생각될 수 있어서단열처리가 덜 되었을 수 있습니다. 온수 배관이 추운 환경에 노출되어 더 쉽게 얼 수 있음을 의미합니다.냉수와 온수 배관의 위치가 서로 다르거나 노출 정도에 차이가 있으면 얼음 형성에 영향을 줄 수 있습니다. 만약 온수 배관이 외부 공기와 접촉할 수 있는 위치에 더 가까우면 추운 날씨에 더 취약할 수 있습니다.온수를 사용하고 난 후 배관 내의 온수가 급속히 식으면서 주변의 추운 공기와 빠르게 온도 균형이 이루어지려 할 것입니다. 이 과정에서 배관 내부 온도가 냉수보다 빠르게 떨어질 수 있어요. 결과적으로 얼어붙을 가능성이 높아집니다.배관의 재질이나 구조적인 요소도 영향을 줄 수 있습니다. 두 배관이 서로 다른 재질로 만들어졌거나 구조가 다르게 설계되어 열 전달 능력에 차이가 난다면 얼음 형성의 가능성에 영향을 줄 수 있습니다.위 요소들은 모두 배관이 어는 현상에 영향을 줄 수 있어요. 실제로 어느 요소가 더 큰 영향을 주는지는 상황에 따라 달라질 수 있습니다. 문제 해결을 위해서는 배관의 단열을 개선하거나 강추위가 예상될 때 배관에 물이 조금씩 흐르도록 해서 물이 정체되는 것을 방지하는 것이 좋습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 전기·전자
24.01.17
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지구과학 용어 중에 기후구가 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.기후구는 일정 지역의 기후 특성을 바탕으로 설정된 구역을 의미합니다. 우리가 일반적으로 알고 있는 열대 온대 한대 같은 기후대와는 다르게기후구는 더 세부적인 지리적 영역과 해당 지역의 특정 기후 패턴을 나타냅니다.연평균 기온 최고 기온 최저 기온 등연 강수량 및 강수 패턴과 계절별로 강수가 어떻게 분포하는지에 따라 달라집니다.지역적 바람의 패턴과 공기의 습도와 태양 빛이 도달하는 정도에 좌우됩니다.해류 해수 온도 등 해양 인자도 기후에 영향을 미칩니다.기후구는 식생 동물군집 농업 인간의 건강 지역 경제 등 다양한 생태계와 인간 활동에 직접적인 영향을 미치므로 기후변화 연구에서 매우 중요한 정보를 제공합니다. 기후변화가 진행됨에 따라 기존의 기후구 경계가 변동할 수 있으며 이는 물종의 분포 변화 생태계 조성 변화 농업 관련 변화 등에 직접적인 영향을 미칩니다.김창균 자원관 도서생물자원연구실장의 발언에서 언급된 남해안형 기후구는 남해안 지역의 특정 기후적 특성을 갖는 구역을 말합니다.이 지역에서의 생물상 변화 연구가 필수적이라는 것은 기후변화가 이러한 소규모 기후구에 어떤 영향을 미치는지를 이해하기 위해서라는 의미입니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.01.17
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