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고도가 높은곳에 올라가서 물을 끓이면 끓는점이 낮은이유?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 끓는점은 액체 물질의 증기압이 외부 압력과 같아져 끓기 시작하는 온도라고 합니다. 그럼 증기압은 무엇이냐하면, 증기가 고체 또는 액체와 동적 평형 상태에 있을 때 증기의 압력을 의미한다고 합니다.(위키백과 - 끓는점,증기압) 저도 이렇게 말하면 무슨 말인지 모르겠거든요. 쉽게 말하면 물을 평소에 끓이면 1기압에 100도에서 끓는데 대기가 액체인 물분자를 누르고 있는데 높은 온도에 의해서 분자를 누르는 압력을 뚫고 수증기가 밖으로 나가는 것입니다. 이떄 이 기압을 증기압이라고 하는 것입니다. 결국 기압에 따라서 끓는 점이 달라진다는 것입니다. 끓는 점이 높으면 기압이 높다는 것이고 낮다고 하면 기압이 낮다는 것입니다. 산을 오르면 높이에 따라가 압력이 낮아지면서 끓는점도 낮아지게 되는 것입니다.
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지구과학·천문우주
23.10.25
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단열팽창하면 왜 온도가 내려가나요??
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 기본적으로 에너지 보존에 법칙에 의해서 어떤 에너지가 다른 에너지로 변하면 그전에 에너지는 줄고 다른에너지가 커지는데 이 합은 같은것입니다. 단열팽창은 공기가 상승하면서 주변 공기 압력에 의해서 공기가 팽창하는 것인데요. 팽창하는 것은 공기내의 분자들의 움직임이 빨라지면서 부피가 커지게 됩니다. 그럼 주위에 열에너지가 분자의 운동에너지로 바뀌게 되는 것입니다. 그래서 주위에 온도가 내려가게 되는 것입니다.
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화학
23.10.25
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고속도로에 과속구간 단속에는 어떤 과학적 원리로 측정이 되나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 과속 단속 카메라는 2가지 종류가 있습니다. 하나는 고정식이고 또하나는 레이더식입니다. 고정식의 경우 도로에 카메라가 비치는 곳에 20~30m사이게 센서가 있어서 차가 그 첫번쨰 센서를 지나고 두번쨰 센서를 지날때의 속도를 계산해서 과속여부를 판단하는 것입니다. 그리고 레이더식은 도로에 센서가 아닌 카메라에서 레이더가 발사되어서 시작위치와 끝 위치 평균 속도를 계산해서 과속여부를 판단한다고 합니다.
학문 /
지구과학·천문우주
23.10.25
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최초 전기차 개발은 어디서 이루어진 건가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 최초의 전기 자동차는 프랑스 발명가 구스타프 트루베가 1881년 4월에 파리의 도로에서 시험한 삼륜 자동차는 최초로 사람을 태운 전기자동차로 여겨진다고합니다. 트루베는 1880년에 지멘스제 전기모터를 개량하고 당시 신기술이었던 충전지를 연결한 뒤 삼륜자전거에 장착하여 최초의 전기자동차를 개발하였고, 1881년 4월 19일에 시험 운행에 성공하였으나 특허를 내지는 못했다고합니다. 이후 19세기 초부터는 전기자동차가 내연기관 자동차에 비해 높은 가격, 낮은 최고 속도와 짧은 항속거리로 인해 전기자동차가 점점 사라지고 결국 내연기관 자동차가 현재까지 이르게 된것입니다.(출처 : 위키백과 - 전기자동차의 역사) 그러다가 테슬라가 전기차시장에 도약하면서 현재 전기차 붐이 일어난 것입니다.
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전기·전자
23.10.25
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참치는 어류임에도 왜 항온동물인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 참치는 변온성 동물인 대부분의 물고기들과 다르게 체온을 일정하게 유지할 수 있는 항온성 동물이라고 합니다. 크기도 상당히 대형인데다가 힘차게 헤엄치는 습성 때문에 근육이 잘 발달되었고, 산소호흡으로 대사활동이 활발한 적색근이 있어서 모세혈관이 몸 구석구석 뻗었기 때문에 체온을 비교적 일정하게 유지할 수 있다고 합니다.
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생물·생명
23.10.24
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개가 새끼를 많이 낳는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 사람이 대부분 한번에 한명의 아이를 낳는 것은 여성의 난자가 1개가 만들어져서 그 1개의 난자와 정자가 만나면서 대부분 1명의 아이를 낳는 것입니다. 하지만 새끼를 많이 낳는 동물들을 보면 그 동물들의 난자는 1번에 1개이상 많게는 열개까지 만들어진다고 합니다. 이런 여러개의 난자가 여러개의 정자와 만나면서 여러명의 새끼를 낳게 되는 것입니다.
학문 /
생물·생명
23.10.24
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남극에서 살고 있는 펭귄을 북극에 옮기면 살 수 있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 펭귄은 조상 때부터 원래 남반구에 잘 적응해 온 동물들입니다. 그래서 북극으로 가려면 북반구를 넘어가야 하는데 적도 부근이 해류가 흐르기 때문에 그 선을 넘어가기가 굉장히 어려운 거죠. 노르웨이 사람들이 20세기 초에 남반구의 펭귄을 북반구에 가서 살수 있는 지 실험을 했었는데 잘적응해서 살았다고 합니다.
학문 /
지구과학·천문우주
23.10.24
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절대온도를 영하 273.15℃로 정한 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 샤를의 법칙에 따르면 기체의 온도가 1℃ 상승할 때마다 기체가 0℃일 때의 부피의 1/273씩 부피가 팽창합니다. 반대로 기체의 온도가 1℃ 하강하면 기체의 부피는 0℃일 때 부피의 1/273씩 수축합니다. 그렇다면 기체의 부피가 0℃일 때 부피의 두 배가 되려면 기체의 온도는 몇 ℃가 되어야 할까요? 기체의 온도가 273℃가 되면 0℃일 때의 부피의 2배가 됩니다. 같은 원리로 기체의 온도가 -273℃가 되면 기체의 부피는 0이 됩니다. 이 때 기체의 부피가 완전히 사라지는 온도, 즉 -273℃를 0으로 정한 온도가 절대 온도입니다. 게이뤼삭은 실험을 통해 얻은 자료를 바탕으로 기체의 부피가 0이 되는 온도가 -273℃가 될 것이라 예측하였고, 샤를의 법칙을 표현하는 공식에 처음으로 273이라는 숫자를 사용하였습니다. 하지만 게이뤼삭이 절대 온도를 처음으로 이야기한 사람은 아닙니다. 절대 온도는 제 1대 켈빈 남작인 윌리엄 톰슨(William Thomson, 1st Baron Kelvin, 1824∼1907)이 정한 것으로 켈빈 온도라고 부르기도 하며, 단위는 켈빈의 첫 글자를 딴 K를 사용합니다. 절대 온도는 섭씨 온도에 273을 더하면 구할 수 있습니다. 절대 온도 0K를 ‘절대 영도’라고 하는데, 절대 영도에서는 이론적으로 모든 분자들의 운동이 멈추고, 기체의 부피가 0이 됩니다. 실제로 절대 영도, 즉 기체의 부피가 0이 되는 온도를 만들 수는 없다고 합니다. 대부분의 기체가 0K가 되기 전에 이미 액체로 변하기 때문입니다. 이산화탄소는 -79℃에서 고체인 드라이아이스가 되고, 산소는 -183℃에서 액체가, -218℃에서는 고체가 됩니다. 질소는 -196℃에서 액체로 변하고 -210℃까지 온도가 낮아지면 고체로 변합니다. 헬륨은 -269℃에서 액체로 상태가 변합니다. 온도의 단위로는 섭씨도(℃), 화씨도(℉), 캘빈(K)이 있습니다. 섭씨 온도는 물의 어는점을 0℃, 끓는점을 100℃로 정한 것입니다. 화씨 온도는 물의 어는점을 32℉, 끓는점을 212℉로 정한 것이며, 절대 온도에서는 물의 어는점이 273.15K, 물의 끓는점이 373.15K가 됩니다.(출처 : 교육부 - 기체의 상태를 설명하는 '샤를의 법칙')위에서 보듯이 절대 온도는 더 밑으로 만들수 있으나 기체 상태에서의 더 낮은 온도는 불가능하다는 것입니다.
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화학
23.10.24
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큰 지진이 발생하게 되면 주변 화산시 폭발가능성이 높은 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 지구는 10여 개의 판으로 이뤄져 있고 이 판들은 서로 다른 방향으로 움직입니다. 그런데 이 판들의 경계에서 지진과 화산이 주로 발생하고 있어요. 판들이 부딪힐 때 한 판이 다른 판의 밑으로 들어가는 경우가 있는데 이때 화산이나 지진이 일어나는 것입니다. 특히 해양판은 판의ㅍ100km 정도까지 물이 들어가는 경우가 많습니다. 이때 물이 기화되면서 암석이 녹게 되고 이것을 마그마라고 부릅니다. 이 액체 상태의 마그마는 상대적으로 무게가 가벼워 위로 솟구치는 성질이 있는데요. 판과 판이 만나서 서로 부딪히면서 해양판이 대륙판 밑으로 들어가면서 지진이 발생되고 이런 지진으로 인해서 마그마를 누르는 지각이 얇아지면서 화산이 폭발할수 있는 것입니다.
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지구과학·천문우주
23.10.24
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판은 정확히 어느 위치이며 대류현상이 발생하는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 지구 내부를 암석권과 연약권으로 구분하는 것은 역학적 성질의 차이 때문이다, 암석권은 온도가 더 낮고 더 단단한 반면 연약권은 온도가 더 높고 역학적으로 약하다. 위와 같은 구분을 지구 내부를 핵, 맨틀, 지각으로 나누는 화학조성에 따른 분류와 혼동해서는 안 된다. 판 구조론의 핵심 원리는 암석권이 서로 구분되는 몇 개의 판으로 구분되어 있고, 이것이 유체와 비슷하게 행동하는 연약권 위를 떠다닌다는 것이다. 상대적으로 유체와 비슷하게 행동하는 연약권 때문에 판들이 서로 다른 방향으로 움직일 수 있는 것이다.하나의 판은 판의 경계에서 다른 판과 만난다. 판의 경계에서는 지진 같은 지질학적 사건이나 산맥, 화산, 해구와 같은 지형적 특징이 생기는 경우가 많다. 세계에서 가장 활발한 화산들은 판의 경계에 존재하고 있으며 특히 태평양 주변의 환태평양 조산대에서 일어나는 현상이 활발하며 널리 알려져있다. 판은 대륙지각과 해양지각을 포함하며, 하나의 판에 둘 모두가 존재하기도 한다. 예를 들면 아프리카판은 대륙과 대서양, 인도양의 해저 부분을 포함하고 있다. 판에는 일반적으로 대륙지각과 해양지각 아래 맨틀의 최상부 부분이 포함되며 이 모두를 묶어서 암석권이라고 한다.해양지각과 대륙지각을 구분하는 기준은 구성물질의 밀도차이이다. 해양지각은 대륙지각보다 무거운데 그 이유는 구성 원소의 차이 때문이다. 해양지각은 무거운 원소들(흔히 고철질 원소)이 대륙지각보다 더 많다. 대륙지각에는 가벼운 원소들(규장질 원소)들이 더 많다. 그 결과 해양지각은 대체로 해수면 아래에 위치하게 되고 그 대표적인 예가 태평양판, 필리핀판이다. 반면에 대륙지각은 해수면 위에 위치하게 된다. 자세한 원리는 지각평형설을 통해 설명한다.출처 : 위키백과 - 판구조론
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토목공학
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