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티타늄은 녹쓸지않고 불에도 타지 않나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 일반적으로 티타늄이 안정성이 있어서 산화되지 않아서 녹이 슬지 않는다고 생각하는데요. 티타늄은 반응성이 매우 높아서 상온데 두면 바로 산소와 반응해서 산화막을 형성합니다. 이 산화막이 매우 단단하고 안정적이여서 티타늄 표면에 산화막을 형성해서 금속을 보호하고 금속이 녹슬지 않게 하는 것입니다. 또한 티타늄은 티타늄 원소로 되어 있으면 육각 밀집 결정이라고 합니다. 원소의 특성 상 녹는점이 약 1650이고 끊는점이 약 3300도입니다. 보통 용암이 800~1200도 이기 떄문에 용암에 넣어도 녹지 않습니다.
학문 /
화학
24.02.07
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어떠한 에너지도 없이 현실에서 무한동력이 가능한가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 현실적으로 불가능합니다. 에너지 보존법칙에 의해서 물체가 움직이는것은 에너지를 가지고 있는데 그 에너지가 다른 마찰이나 저항에 의해서 별도 에너지를 소비하게 되면 에너지를 잃기 때문에 무한동력은 어렵습니다. 예를 들면 물체가 낙하하고 그 위치 에너지가 운동에너지로 바뀌면서 지속적으로 동력이 되어서 작동한다는 것인데 대기가 있어서 공기가 있기때문에 지속적으로 낙하시 공기 저항에 의해서 에너지가 소비되고 또한 낙하후 운동에너지를 하기 위해서 미끄럼틀과 같은 것에 물체가 닿으면 마찰에 의해서 또 에너지가 소비되어서 결국 에너지가 없어지면서 무한동력이 되지 않습니다.
학문 /
물리
24.02.07
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백야현상과 극야현상이 생기는 이유는 뭔가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 백야 현상이 갖고 것이 단점뿐일까요? 그렇지 않아요. 백야 현상은 자거나 쉬는 행위를 어렵게 하긴 하지만 장점도 있습니다. 바로 전기입니다. 온증 일 밝은 해가 떠 있기 때문에 태양에너지를 쉽게 저장할 수 있어요. 게다가 백야 기간 동안은 조명기구를 사용하는 빈도와 기간이 대폭 감소해요. 밖 이 밝으니 조명을 쓸 이유가 없기 때문이지요. 이처럼 백야 현상은 환경 문제를 줄이는 데에 도움이 되기도 합니다.백야 현상의 원인은 앞서 언급한 것처럼 자전축 때문이에요. 지구의 자전축은 23.5° 기울어져 있는데요. 이 기울기 때문에 지구가 공전할 때 자전축 의 양 끝 중에서 태양을 향해 기울어진 부분이 낮이나 밤에 항상 햇빛을 받게 되는 백야 현상이 일어나게 되는 것이죠.극야 현상은 백야 현상의 정반대 현상입니다. 해가 계속 뜨는 백야 현상과 다르게 해가 계속 뜨지 않는 현상이지요. 극지방에서 겨울철에 해가 뜨지 않고 밤이 계속되는 기간을 말해요. 극야가 지속되는 날의 수는 고위도로 갈수록 많아집니다. 북극권과 남극권 부근에서는 1년에 하루 정도가, 북극 점과 남극점에서는 1년에 6개월 정도가 계속됩니다. 극야 현상이 계속되면 적외선 복사에 의한 냉각이 진행되어 저온 현상이 일어나며, 극지방 상 공의 대기가 저압부를 형성합니다.극야 현상은 남반구와 북반구가 서로 번갈아 가며 이루어집니다. 그렇기에 남반구에서 백야가 일어나면 북반구에서는 극야가 일어나고, 남반구에 서 극야가 일어나면 북반구에서는 백야가 일어납니다. 많은 여행객이 이처럼 특이한 자연현상을 겪기 위해 백야 및 극야 현상의 시기에 맞춰서 여행 계획을 세우기도 하지요.출처 : 제주항공우주박물관 - 백야 현상과 극야 현상 생기는 원인, 신기한 세계로!
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지구과학·천문우주
24.02.07
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달고나를 만들떄 설탕에 소다를 넣으면 부풀어 오르는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 녹은 설탕에 소다를 묻힌 나무젓가락을 넣고 저어주면 곧바로 설탕이 부풀어오른다. 소다는 어떻게 액체 설탕을 부풀어오르게 하는 걸까? 소다의 화학적 이름은 탄산수소나트륨( NaHCO3)이다. 천연 세제로도 많이 사용되는 소다는 평소에는 흰색 가루지만 뜨거운 액체 설탕 안으로 들어가면 빠르게 분해된다. 그 결과 이산화탄소를 분출하고 설탕이 부풀어오르게 해 먹음직스럽고 바삭바삭한 과자로 변신시킨다. 출처 : 생글생글 - [과학과 놀자] 달고나는 화학과 물리가 융합해 만들어낸 맛이죠
학문 /
지구과학·천문우주
24.02.06
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질소 기체 반응성이 낮은 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 질소 분자의 N≡N 결합의 에너지는 942 kJ/mol로, 두 원자 간 결합 에너지로는 최상급. 그만큼 안정한 결합이기 때문에 상온에서는 반응성이 작아 거의 어떠한 물질과도 반응하지 않는다. (출처 : 나무위키 - 질소)즉, 질소분자가 질소 원자끼리 3중 결합되어 있어서 그 결합이 매우 안정적이다 보니깐 다른 원자들과 반응하지 않는 것입니다. 그래서 반응성이 낮기 때문에 과자에 넣어서 완충제 역할을 하면서 그 안에 과자의 변색을 막아주는 것입니다.
학문 /
화학
24.02.06
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염분비 일정의 법칙은 모든 바다에서 동일하게 적용되는 것인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 평균적으로 바닷물 1kg에는 염분이 35g 들어있으나, 전 세계의 모든 바다는 염분의 양이 다르다. 하지만 용해되어 있는 염류 사이의 비율은 일정한데, 이를 염분비 일정의 법칙이라고 한다. 이때, 세계 여러 바다에서 염분비가 일정하게 유지되는 이유는 해수가 상당히 오랜 시간에 걸쳐 순환하며 잘 섞였기 때문이다.출처 : 위키백과 - 염분비 일정의 법칙즉 염류는 1kg에 녹아 있는 염화나트륨, 마그네슘, 황산마그네슘등의 무기물질이 해수에 녹아있는 비율이 같다는 것입니다. 양이 같다는 것이 아니라 비율이 같다는 말입니다.
학문 /
지구과학·천문우주
24.02.06
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초전도체가 생활화되면 어떤것들이 편해지나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 초전도체가 생활화 되면 그 원리를 이용해서 전기가 별도 손실없이 원하는 목적지까지 갈수 있어서 전기료가 줄어들고 또한 초전도체를 만들어서 자기 부상열차가 운영중인데 이것이 상온 초전도체가 가능하면 열차 뿐아니라 모든 이동수단에 사용가능해서 하늘을 나는 자동차도 가능해집니다.
학문 /
전기·전자
24.02.06
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올해 2월29일은 왜 발생하나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 지구가 태양을 한 바퀴 도는 시간은 정확하게는 365일보다 길고 366일보다 짧습니다. 한국 천문연구원의 자료에 따르면 지구의 공전 주기는 정확히 365일 5시간 48분 46초며 평균적으로 365.2422일입니다. 이에 따라서 4년에 한 번 2월에 29일을 삽입, 366일로 정해 연평균 일수를 365.25일로 만듦으로써 실제 태양의 운행(지구의 공전)과의 오차를 최소한으로 줄이는 것입니다.여기까지는 과학의 영역이었는데요. 다른 이야기를 들려 드리자면 황제의 생일과 관련된 것입니다. '그레고리력'은 고대 로마에서 생겨난 '율리우스력이 그 기초가 되었습니다. 이것은 당시 집정관이었던 율리우스 카이사르가 정한 것인데요. 취임식이 있는 새해를 기다리지 못하고 11월을 1월로 바꾸면서 11의 뜻이 있는 JANUARY가 1월이 된 것입니다. 그래서 MARCH도 3월로 밀려 버린 것이죠. 홀수인 달은 31, 짝수인 달은 30이었던 율리우스력은 그 때문에 마지막 12월이 29일이었던 것이 2월이 된 것이죠. 그리고 자신의 생일이 있는 7월의 이름까지 자신의 이름을 따서 JULY로 바꾸게 됩니다. 율리우스에서 따온 것이죠.그럼 29일로 남아야 할 2월은 왜 28일이 되었을까요? 그건 바로 다음 로마 황제로 등극한 아우구스투스의 작품입니다. 아우구스투스는 카이사르를 넘어서기 위해 자신의 정적인 안토니우스와 클레오파트라의 연합군을 물리친 악티움 해전을 기념하기 위해서 8월의 이름을 바꾸는데요. 바로 자신의 이름을 따서 AUGUST로 변경합니다. 그런데 이름을 바꾸고 보니 카이사르의 7월보다 하루가 적어지는 사태가 발생하게 됐는데요, 이쯤이면 눈치채셨겠지요? 바로 2월에서 하루를 빼다가 8월에 넣어버립니다. 대단한 황제들이네요. 그렇게 2월은 지금의 28일로 굳어진 것이지요. 달의 영어 이름이 뭔가 규칙도 없고 개연성이 적어 보였던 이유가 있었던 것입니다.출처 : 서울시교육청 - 왜 2월은 28일밖에 없을까요?
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생물·생명
24.02.06
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목성의 지반은 금속이 아닌가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 목성은 내부에 압력으로 인해 액체화된 가스질 맨틀과, 지구와는 비교하기 힘들 만큼 거대한 금속-암석질 핵을 갖고 있다. 목성의 강력한 중력과 자기장은 모두 이러한 거대한 핵과 맨틀로 이루어진 질량에서 나오는 것이다. 즉, 현존하는 가스 행성들은 단지 가스가 많은 행성일 뿐이고, 가스가 많다는 것은 그 정도의 가스들을 붙잡는 무거운 핵이 내부에 존재한다는 뜻이다.그 다음으로 흔히 하는 오해가 암석질 핵이 있다는 것까진 이해하되, 가스층은 순수한 기체만으로 이루어져 대기권과 액체면의 명확한 경계가 없을 거라는 건데, 이는 사실과 다르다. 어떠한 물질이든 액체는 특정 밀도에 도달하면 입자간에 상호결합력과 장력이 강해져 덩어리지기 때문에 특정 깊이 이상으로 들어가면 매우 무거운 밀도의 액체로 덩어리진 바다 표면이 나타날 것이며 이조차도 지구형 행성보다는 훨씬 깊게 들어가야 한다.어쨌든 목성은 기본적으로 다른 목성형 행성들과 마찬가지로 가스가 많지만 상술했듯 기체 밑으로 내려가도 금속 수소로 이루어진 바다에 착수하고, 그 밑 중심부엔 금속핵이 존재하기 때문에 바다보다 무겁다면 결과적으로 중심핵에 가라앉게 된다. 출처 : 나무위키 - 목성
학문 /
지구과학·천문우주
24.02.06
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문득 궁금한데 기름과 물이 썩이지 않는 과학적 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 기름이 물과 안 섞이는 이유를 화학적으로 답하면 극성분자와 비극성분자는 섞이지 않기 때문입니다. 기름은 주로 탄소와 수소로 구성된 분자가 기본인 물질입니다. 탄소와 수소는 서로 전자를 끌어당기는 힘이 비슷한 원소입니다. 그래서 기름 분자는 분자 전체에 전자가 고르게 퍼져 있습니다. 따라서 양전하를 띠는 부분과 음전하를 띠는 부분이 나뉘지 않는 비극성 분자입니다. 물을 구성하는 산소와 수소는 전자를 잡아당기는 힘의 크기가 다릅니다. 따라서 전자를 더 세게 당기는 산소쪽이 -극이 되고 전자를 당기는 힘이 약한 수소쪽이 +극이 됩니다. 그러면 분자 하나에 두 개의 극이 존재하는 극성 분자가 되는 것이죠. 서로를 잡아당기는 전기적인 힘이 크게 차이 나서 두 물질을 섞어도 극성 분자는 극성 분자끼리 비극성 분자는 비극성 분자끼리만 서로 섞입니다. 물은 극성 분자, 기름은 비극성 분자입니다. 따라서 물은 물끼리 기름은 기름끼리 붙어서 서로 섞이지 않게 됩니다.출처 : 열려라! 즐거운 화학세상 - 왜 기름은 물과 섞이지 않을까?
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지구과학·천문우주
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