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삼투압이란 어떻게 일어나는 현상인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.농도가 다른 두 액체를 반투막으로 막아 놓았을 때, 용질의 농도가 낮은 쪽에서 농도가 높은 쪽으로 용매가 옮겨가는 현상에 의해 나타나는 압력이다.삼투 현상으로 인하여 일어나는 압력. 용매만 통과시키고 용질은 통과시키지 않는 반투막 상태에서, 양쪽에 용액과 순용매를 첨가하면 용매가 용액 속으로 들어가 평형이 된다. 이때 반투막의 압력에 차이가 생기는데, 이 압력의 차이를 삼투압이라고 한다. 달걀의 속껍질이나 셀로판막 등을 사이에 두고 확산 현상을 관찰하면 물과 같은 용매는 자유로이 통과하지만 설탕 같은 용질은 막을 통과하지 못한다. 이러한 성질의 막을 반투과성 막이라고 하며, 반투과성 막을 통해 용매가 확산되는 현상을 삼투라고 한다.용매는 통과시키나 용질은 통과시키지 않는 반투막을 고정시키고, 그 양쪽에 용액과 순용매를 따로 넣으면, 용매의 일정량이 용액 속으로 침투하여 평형에 이르는데, 이때 반투막의 양쪽에서 온도가 같지만, 압력에 차이가 생기는 압력차를 말한다.
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물리
23.06.22
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심해에 사는 바다생물들은 산소가 없어도 호흡할 수 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.해수면 2,500m 아래 뜨거운 물을 내뿜는 열수공 주변에는 인간에게 치명적인 중금속과 유독성이 있는 황화물이 가득하다.대왕 관벌레는 화학물질을 영양분으로 바꾸는 박테리아 덕분에 이곳에서 많이 산다.심해의 열수분출공에서 황화수소로 호흡을 하는 생명체는 초기 지구 생명 탄생의 비밀을 풀 수 있는 중요한 생물이라고 한다.
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생물·생명
23.06.22
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지구자기장의 힘은 어느정도인가요??
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.지구 자기장 또는 지자기의 사전적인 의미는 "지구가 가진 자기적 성질로 인해 영향을 미치는 영역을 지구 자기장 또는 지자기장이라고 한다. 대개 쌍극(N극과 S 극) 자기 마당이며, 그 성질은 편각, 복각, 수평 분력의 세 요소로 나타낸다."인데 인간의 활동과 자연세계에 수많은 영향을 미친다. 예를 들어 나침반으로 동서남북 을 찾을 수 있는 것이 바로 지구자기장 덕분이다.지구 자기장은 지구의 내부에서 발생하며 마치 지구 중 심에 막대자석이 있는 것처럼 보인다. 지구 표면에서의 자기장 규모 범위는 25 에서 654T (0.25-0.65 가우 스) 까지이며 우리나라에서는 대개 40uT (0.4 가우스)정도의 지자기가 측정된다.지구 자기장의 축은 자전축과 대략 기도 정도 경사지고 지구의 중심과 약 500 km 엇갈려있게 주 막대자석을 놓음으로써 관측된 자기장의 90%를 설명할 수 있고작은 막대자석을 주 막대자석 주위의 적당한 위치에 놓 음으로써 나머지 10%의 자기장을 설명할 수 있다.
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지구과학·천문우주
23.06.22
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RH-B형은 희귀 혈액형이라던데 그 이유가 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.크게 Rh+형과 Rh-형으로 나눈다. 이중 Rh+ 형이 대다수를 차지하며, 전세계적으로 85% 정도가 Rh+형이고 나머지 15% 가량이 Rh-형이다. 읽을 때는 Rh+는 Rh positive, Rh-는 Rh negative라고 읽는다. 우리말로 Rh 양성과 Rh 음성으로 읽는데, 대부분은 Rh 플러스, Rh 마이너스로 읽는 편이다. 대부분 서양에서는 ABO식을 합쳐서 부를 때 예를 들어 Rh+A형을 A Positive(A양성이라는 뜻)라고 부른다. 동아시아인은 0.5%정도가 Rh-이지만, 서양에서는 15%가 Rh-이다. 대부분 켈트계, 바스크계, 우드무르트계가 많기 때문에 적발, 녹안, 헤이즐색 눈, 벽안을 가지고 있다고 한다. 이 특징이 일어나는 염색체와 Rh 인자의 염색체가 같은 곳에 존재한다는 얘기가 있다. Rhesus Negative라는 사이트가 있는데 Rh-에 대한 연구를 하는 사이트이다.
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생물·생명
23.06.22
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브러시리스 모터는 기존 모터와 무엇이 다른가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.자기센서를 모터에 내장하여 회전자가 만드는 회전자계를 검출하고 이 전기신호를 고정자의 코일에 전하여 모터의 회전을 제어할 수 있게 한 것이다.자기센서로 반도체 홀 소자를 사용한 것이 실용화되어 있어서 드론 등 정밀회전 제어를 필요로 하는 분야에서 널리 이용되고 있다.브러시리스(Brushless) 모터는 3상전류를 사용해야 하기 때문에 ESC(Electronic Speed Controls, 전자 속도 제어)가 필요하다.ESC는 모터 회전을 위해서 지속적으로 다른 위상의 고주파 신호를 만들어 모터에 인가한다.레이싱 쿼드콥터는 작은 브러시리스(brushless) 모터를 사용한다. 1306~2206 사이즈의 모터가 사용되는데, 처음 두 자릿수(mm)는 모터 몸체의 직경을 표시하고 마지막 두 자리는 고정자의 길이를 나타낸다.모터의 특성 중에 kV값은 1볼트를 모터에 공급할 때의 RPM(분당 회전수)을 의미한다. 이 kV값이 크다고 더 좋거나 빠른 것은 아니다. 이 값은 모터의 토크에 반비례한다.모터 kV값과 배터리 전압, 프로펠러의 크기는 중요한 상관관계가 있다. 너무 큰 프로펠러를 선택하면 쿼드 시스템에 과도한 전류를 흐르게 되어 문제를 발생할 수 있다.그렇다고 작은 크기의 프로펠러는 모터를 효율적으로 사용할 수 없다. 모터 제조사는 모터에 연결되는 전압에 따라 적당한 프로펠러 크기를 표시하고 있다.
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전기·전자
23.06.22
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낮에 가끔 하늘에 달이 떠있는 이유는 뭔가요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.달이 공전하면서 생기는 현상이 바로 달의 모양이 달라지는 것이지요. 달에 반사된 빛은 지구의 대기를 통과하면서 산란하게 됩니다. 이 과정에서 달빛, 정확하게는 '태양의 빛이 달에 반사된 빛'은 밝은 낮에는 태양과 달의 거리가 가까워 잘 보이지 않거나 흰색으로 보입니다. 그래서 낮달이 뜬 날의 달빛은 흰색입니다.
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지구과학·천문우주
23.06.22
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종이컵은 최초로 언제 개발되었나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.편리함을 추구하는 인간의 소망은 언제나 새로운 것을 필요로 한다.그런데 바로 그 필요성이 발명을 낳는 원동력이 되기도 한다.흔히 말하는 ‘필요는 발명의 어머니’인 것이다.세계적인 발명품인 종이컵도 필요에 의해 만들어진 것이다.바쁜 현대인들이 자주 애용하는 음료 자판기는 종이컵의 발명이 뒷받침되었기에 오늘날까지도 그 인기가 꾸준하다.그렇다면 음료 자판기 시대를 꽃 피운 종이컵은 누가 발명했을까? 바로 미국 캔자스 출신의 휴 무어(Hogh Moore, 1887~1972)란 사람이다.그는 1907년 하버드 대학에 입학할 때까지만 해도 발명과는 전혀 관계가 없는 지극히 평범한 학생이었다.그런 그가 종이컵을 발명하게 된 데는 발명가였던 형 때문이었다.당시 그의 형은 생수 자동판매기를 발명해 이름을 떨치고 있었다.그런데 형의 발명품에는 큰 문제가 있었다.그것은 생수 자동판매기에 사용되는 컵이 도자기컵이어서 쉽게 깨진다는 점이었다.그러자 처음에 잘 팔리던 자판기는 차츰 인기가 시들해졌다.그때부터 형의 고민은 커져 갔으며, 무어는 딱한 형의 처지에 귀를 기울이기 시작했다.‘도자기컵이 쉽게 깨지는 단점이 있다면, 깨지지 않는 컵을 사용하면 되지 않을까?’정말 간단한 생각이었다.그러나 생각만 간단할 뿐 실제 연구는 쉽지 않았다.무어는 논리적으로 차근차근 생각하며, 문제점을 검토하고 해결 방안을 찾기 시작했다.‘깨지지 않는 것? 종이? 그래, 종이로 컵을 만들면 좋겠다.가볍고 깨지지도 않을 테니까. 그러나 종이는 물에 젖으면 그대로 찢어져 버리지. 그러면 어떻게 하면 찢어지지 않게 할 수 있을까?’그는 자신이 알고 있는 과학 지식을 총동원했고, 마침내 물에 쉽게 젖지 않는 종이를 찾아내는 데 성공했다.그것은 바로 타블렛 종이였다.물에 젖지 않는 종이컵을 발명해 낸 무어는 그 후 대학을 그만두었다.그리고는 자신이 발명한 종이컵을 내장한 생수 자판기를 곳곳에 설치했으나, 곧 시련이 다가왔다.생수 장사만으로는 회사 운영이 되지 않았던 것이다.그 무렵 한 자본가가 그를 찾아와 반가운 제안을 했다.“20만 달러를 지원하겠으니 종이컵만 전문으로 생산하는 회사를 차리는 것이 어떻겠소?”무어는 그의 제의를 기꺼이 받아들였다.이후 종이컵은 불티나게 팔려 나갔고, 뜻밖의 행운까지 겹쳤다.
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기계공학
23.06.22
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태양풍에 있는 입자를 생명체가 맞으면 어떻게 되나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.지구 자기장이 사라지면 태양의 태양풍이 지구로 들어외서 사람들은 죽게 됩니다. 살아 있다 하더라도 방사능에 노출되게 됩니다.
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지구과학·천문우주
23.06.22
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블랙홀은 모든 것을 흡수 하는데, 어떻게 발견 한건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.중력이 너무 커서 심지어 빛조차도 빠져나갈 수 없는 천체를 말한다. 블랙홀은 1789년 영국의 존 미첼, 프랑스의 수학자 라플라스 등이 처음으로 생각해 낸 것으로 오랫동안 이론상으로만 존재해 왔다. 그러다가 아인슈타인의 상대성이론에 의해 이론적으로 입증되었으며, 인공위성에서 찍은 X선 망원경으로 백조자리에 있는 시그너스 X-1이라는 블랙홀이 발견되면서 블랙홀의 존재가 확실해졌다.우리가 별이나 은하를 볼 수 있는 것은 그 별(은하)에서 빛이 나오기 때문인데 블랙홀은 빛이 나오지 못하므로 결코 볼 수 없다. 따라서 육안으로 식별할 수 없기 때문에 블랙홀의 존재를 확인하는 방법은 관측이 아닌 다른 방법에 의해서 이루어진다. 블랙홀 근처에 어떤 별이 있다면 이 별에서 방출되는 기체가 블랙홀로 끌려들어가면서 X선이 방출된다. 별이 보이지 않는 우주 공간에서 X선이 방출되고 있는 것이 전파망원경으로 확인되면 블랙홀이 있는 위치를 알 수 있다. 또 블랙홀 반대편에 있는 별빛이 블랙홀 근처를 지날 때에는 그 빛이 휘어서 우리 눈에 도달하므로 블랙홀의 위치를 알 수 있다.
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지구과학·천문우주
23.06.22
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포스트잇은 어떤 성분의 접착제가 붙어 있길래, 여러번 붙였다 뗄 수 있는 건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.3M의 포스트잇에 사용되는 구체적인 접착제 성분은 알려져 있지 않다.그러나 우연히 스펜서 실버가 처음에 다른 제품에 활 용할 목적으로 개발했다 실패한 접착제는 마이크로스 피어(Acrylate copolymer microsoheres)로 알려져 있다.마이크로스피어는 작은 크기의 구슬 모양 입자로 이루 어진 물질로 접착제 내부에 혼합되거나 접착 표면에 코팅되어 사용되면 접착력을 조절하고 접착 표면 특성을 개선할 수 있다.일반적으로 접착제에 혼합돼 사용되는 성분 중 하나인마이크로스피어는 접착이 가해질 때 구슬 모양의 입자 가 포스트잇이 표면에 잘 부착될 수 있게 해주는 원리로 작용한다.
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화학공학
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