퓨즈가 떨어져 나갔을때 알루미늄으로 대체할 수 있는 과학적 이유가 있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 한계치 이상의 전류가 흐르면 유리관 안의 전선이 스스로 끊어져 회로를 차단하는 안전장치. 전기 회로의 안전장치 중 최후의 보루로, 일회용 퓨즈가 터졌다면 그 회로가 이미 심각한 손상을 입었다는 것이다. 전기는 설계에 따라, 상황에 따라 필요한 만큼의 전류와 전압만이 흘러야 한다. 가령 선풍기를 작동시키는데는 적은 수준의 전기만으로도 충분하나 에어컨을 작동시키는데는 그보다 더 많은 수준의 전기를 필요로 하는 것이 그것이다. 그러나 전기가 흐르는 과정에서 회로의 훼손이나 변형 등의 이유로 전기가 과하게 흐르거나 부족하게 흐르거나 아예 끊기는 경우가 있는데, 부족하거나 아예 끊기는 건 안전사고로 이어지는 경우가 드물기 때문에 상관없지만, 과하게 흐르면 회로와 그것과 연결된 기계들에게 어마어마한 부담이 가해지며 이는 곧 과열, 폭발 등의 안전사고로 이어질 위험이 크다. 이러한 위험을 막기 위해 설치하는 것이 바로 퓨즈로, 평상시에는 퓨즈 그 자신도 전기가 흐르는 전선의 일부로서 작동하지만, 퓨즈 자신이 감당할 수 없는 수준으로 과하게 전류가 흐르면 녹아 끊어짐으로서 전기가 더 이상 흐르지 못하게 차단하는 역할을 담당한다. 보통 관형과 막대형이 있는데 형태는 다르지만 기본적인 원리는 동일하다.(나무위키 - 퓨즈)즉 퓨즈는 정상적인 전류보다 많이흐르면 과부하러 문제가 되는 것을 사전에 차단하기 위하여 사용되는 것입니다. 그래서 그냥 단순히 전류가 일반적인 전류 보다 많이 흐르는지를 보는 것이라서 퓨즈가 나가면 전류를 흐르게 할수 있는 금속으로 대체해서 사용 할수 있는 것입니다.
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뇌의 주름과 지능의 상관관계가 있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 뇌에 주름이 있는 것은 뇌의 표면적을 넓혀진 것입니다. 그런데 이런 뇌의 표면적이 넓으면 뇌가 더 많은 뉴런 세포를 포함할 수 있도록 하며, 이를 통해 뇌가 더 많은 정보를 처리할 수 있게 한다고 합니다. 그래서 주름이 많으면 더 머리가 좋다고 하는데,,,사실 그렇게 말하 머리가 더 크면 머리가 더 똑똑해야하는데 꼭 그런것은 아닌것입니다. 그래서 다른 여러가지 요인들이 있어서 꼭 뇌가 크거나 주름이 많다고 지능이 높은것은 아닙니다.
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금과 다이아몬드가 비싼 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 금과 다이아몬드가 비싼 이유는 희소성과 아름다움 때문입니다. 금속의 희소성으로 땅에서 찾기가 극희 희박하고 또한 금과 다이아몬드는 가공을 해서 아름다운 형태를 띄기 때문입니다.
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우리나라 최고의 기술인 해수담수화의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 바닷물인 해수의 염분을 제거해 담수, 즉 짜지 않은 먹을 수 있는 물을 만들어 보자. 이런 과정을 ‘해수담수화’또는 ‘해수탈염’이라고 하는데요. 현재 사용하고 있는 해수담수화 방식으론 ‘역삼투법’과 ‘증발법’등이 있는데요. 말 그대로 ‘역삼투법’은 물은 통과하지만, 물속에 녹아 있는 염분은 통과하지 못하는 역삼투막을 만들어 해수를 담수화하는 방법이고, 증발법은 해수를 증발 시켜 염분과 수증기를 분리하고 수증기를 통해 담수를 얻는 방법인데요.(해양수산부) 해수 담수화 방법에는 특수한 막을 이용하는 역삼투압법 및 전기투석법, 해수를 증기로 변화시켜 담수화하는 증발법(다단 플래시 증발법, 다중 효용법, 증기 압축법), 그 외에 냉동법, 태양열 이용법 등이 있다. 증류법(distillation 또는 증발법) : 가장 역사가 오래된 기술로서 현재까지 가장 널리 사용되고 있다. 현재 전세계 담수화 생산용량 중 약 70%를 증발법이 차지하고 있다. 증발기의 구성과 작동 원리 및 열원의 이용 방법이 따라 다중 효율방식, 다단 플래시 방식, 증기압축식, 등으로 분류할 수 있다. 이 밖에도 태양열등의 자연에너지를 이용한 증류기가 있다. 바닷물 투입량의 20%대에서 담수 회수율이 보고되고있다. 역삼투압법(Reverse Osmosis) : 1990년대 이후로 주된 해수담수화 방식으로 채택하고 있다. 바닷물 투입량의 40%대이상에서 담수 회수율이 보고되고있다. 전기투석막법(Electrodialysis membrane) : 전기분해와 분리막(또는 이온수지막)을 이용한 담수회수방법 냉동법(Freeze-Thaw, Freezing method) : 해수를 그 빙점(약 -1.8 degC)이하로 냉각하면 얼음의 결정이 석출(析出)하고 해수중의 염분은 결정 성장계면에서 배제되어 해수는 농축된다. 이 때의 결정 표면과 결정 사이에 있는 염분이 농축된 염수(brine water)를 분리 세정하고 얼음을 녹이면 담수를 얻을 수 있다.(위키백과 - 해수담수화)
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노동하면서 나오는 땀, 아파서 열이 나면서 나오는 땀과 운동하면서 나오는 땀은 성분이 다른가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 땀에는 염분과 물등이 포함되어 있습니다. 그리고 일반적으로 땀이나오는 것은 몸에 있는 열을 배출하기 위해서 입니다. 그래서 상황이나 환경에 따라서 나오는 성분 특이 염분의 양이나 뮤기질이나 미네랄등이 다를수 있습니다. 특히 운동을 하고 나면 몸에 열이 나서 염분과 물이 많이 나오고 사우나같은 온도가 더 높은곳잀수록 염분이 더 많이 나온다고 합니다. 그래서 가끔 사유나에 보면 섭취용 소금이 있는 것입니다.
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휴대전화 터치가 되는 장갑의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 장갑을 낀 채로 사용할 수 없는 불편함을 개선하기 위해 최근에는 스마트폰 터치 장갑이 많이 출시 되었는데요. 이런 제품이 나올 수 있던 이유는 전 도성 실(sewing circuits)'을 사용했기 때문입니다. 전도성 실은 금속 소재를 실처럼 얇게 만든 후에 폴리에스터 소재와 섞어 제조하는데요. 손의 표 면 저항은 일반적으로 낮은 저항을 갖는 물질을 사용해서 터치가 인식되게 합니다. 쉽게 말하면. 사용자 손의 전류가 전도성 실을 타고 스마트폰 화면에 전달되기 때문에 터치가 가능한 것입니다.출처 : 한국전기안전공사 - 장갑을 끼고 터치가 안되는 이유?! 스마트폰터치 원리
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철은 용암에 안 녹는다는게 맞는건가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 지하에 녹아있던 마그마가 지각의 약한 틈을 타고 지표 위로 분출하여 녹아있는 상태 또는 마그마가 굳어져서 된 암석. 용암의 온도는 화학 조성과 가스의 함량에 따라 다르지만, 보통 800℃에서 1,200℃ 정도입니다. 그런데 철은 녹는점이 1,535℃입니다. 그래서 녹지 않는 것입니다. 하지만 이것은 평균적인 용암의 온도를 말하는 것이지 실제로 환경과 여건에 따라서 녹을 수도 있습니다.
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포도송이가 전자레인지에 돌리면 스파크가 발생하는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 플라스마는 물질이 전자와 이온으로 분리된 제4의 물질상태를 말합니다. 포도알에서 나타난 플라스마는 포도알의 수분과 표면을 이루고 있던 나트륨, 칼륨 분자들이 전자와 이온으로 분리되며 바깥으로 퍼져나가 일반 기체와 만나서 생긴 불꽃입니다. 전자레인지에서 나온 마이크로파 파장의 길이는 약 12cm입니다. 그러나 대부분이 수분으로 이루어진 포도알을 통과할 때 마이크로파는 1.2cm로 짧아집니다. 진공에서 마이크로파 속력 대비 물에서의 마이크로파의 속력인 약 10배 차이 나기 때문입니다. 포도알을 지나가는 마이크로파가 포도알의 크기와 거의 비슷해진 것입니다. 이때 마이크로파는 포도알의 곡면에서 부딪혀 빠져나가지 못하고 결국 에너지가 중앙으로 집중됩니다. 반으로 잘려있다면 서로 연결된 그 지점으로, 또는 포도알 두 개가 서로 맞닿아 있다면 맞닿은 부분에 집중돼 스파크를 일으킵니다. 이처럼 마이크로파 대역에서 매질의 형태에 따라 일어나는 공명 현상을 형태 의존 공명(MDR)이라 합니다. 결론적으로 포도알의 크기와 둥근 곡면. 그리고 수분의 함량이 전자레인지에서 나오는 마이크로파와 상호작용하여 핫스팟에 모이면 플라스마를 만들어 냅니다.출처 : 과학기술정보통신부 블로그 - 포도를 전자렌인지에 돌리면? 플라스마가 생긴다!
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냉동식품이나 냉동보관중인 음식이 전자레인지에서 쉽게 가열되지 않는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 전자렌지가 음식을 데우는 원리는 음식에 있는 물분자를 진동시켜서 운동에네지가 열에너지로 변경되면서 음식의 온도가 올라가는데요. 음식이 얼어 있으면 음식에 있는 물분자도 얼어 있습니다. 물이 얼면 그 분자구조가 육각형의 고릭로 안전하기 떄문에 분자의 움직임이 적고 그래서 운동에너지가 열에너지로 변하는데 오래 걸리는 것입니다. 그래서 시간이 더 걸리게 됩니다. 그래서 가끔 보면 너무 언 음식은 물로 해서 온도를 높여서 조금 해동 후 전자렌지에 돌리기도 합니다.
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원적외선과 근적외선의 차이를 알려주세요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 태양빛에는 자외선이 있는데 그자외선도 파장에 따라서 근, 중, 원적외선으로 나눈다고 합니다. 파장이 짧은것이 근적외선이고 파장이 긴것이 원적외선이라고 합니다. 두가지에 대한 효능은 다른데 적외선의 효과는 열효과의 생리적 작용으로 혈류의 증가 및 대사작용의 촉진이 된다고 합니다. 근적외선은 세포의 신진대사 및 에너지를 증진시켜 신체에 생기를 불어넣어 주고 노화를 막아주며, 탈모, 관절염, 염좌, 류머티즘 등의 퇴행성 증상을 늦추는데 도움이 된다고합니다. 시중에 판매되는 적외선기들은 모두 맨살에 대해도 이상이 없다고 합니다.
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