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태양광이나 풍력발전으로 전기가 초과생산 되는 경우 어떻게 처리하나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.사용할 소비체가 없으면 초과되어 전력은 생산되지 않습니다. 자전거 바퀴에 달려있는 발전기를 예로 들어 봅시다. 전구를 켜기 위해 발전기를 바퀴에 물리고 돌리면 전기가 발생합니다.이 때 전구에 연결된 선을 자른다고 발전기가 돌아가지 않을까요? 바퀴에 달린 발전기는 여전히 돌아가지만 전류의 흐름이 없기 때문에(전류는 0) 전력은 생산되지 않습니다. (전력 = 전압 × 전류) 다만, 발전기가 한 일은 터빈이 돈 것밖에 없어서 자전거 바퀴의 운동량 = 터빈의 회전 운동량으로 에너지는 보존되었습니다. 이렇게 예를 들어 화력발전소에서 전력을 사용할 곳이 없는데 발전기의 터빈만 돌아가는 경우, 연료만 낭비되기 때문에 전력 소비량을 보면서 발전량(연료투입량)을 조절합니다. 예전에는 심야 시간대에 전력 사용량이 많지 않아 발전기의 연료가 낭비되는 경우가 많았기 때문에 심야전력으로의 사용을 유도하기 위해 심야전력 설치 가정에 대해 국가적으로 보조금 을 지원해준 적도 있습니다. (지금은 심야에도 전력이 그다지 남아돌지 않기 때문에 지원정책이 없어진 걸로 압니다)
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화학
23.04.22
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소나무와 대나무의 공통점은 뭐에요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.소나무는 늘 푸르고...대나무는 늘 곧게 서 있으니...늘 변함없이 한결같다는 것입니다.
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생물·생명
23.04.22
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비누는 언제 어떻게 발명이 되었나요.
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.7000년전경 비옥한 나일강 델타지역의 세계최고의 문화의 발상지라고 불리는 이집트에서는 사람들이 목욕하는 일을 신성한 행위로 여겼으며 흐르는 나일강물에몸을 담그고 천연탄산소다로 몸을 문지른다음 "홥프"라고 하는 점토를 개서 굳힌 물건으로 몸을 깨끗이씻은 후 피부에 향유를 발라 피부의 건조를 방지 함으로서 건강과 장수의 비결로 삼았다고 합니다. 여기서물이 가지고 있는 더러움을 씻어내는 힘을 증강시키는성질을 가지고 있는 것, 즉 탄산나트륨이 최초의세정제로 사용되었습니다. 히랍어로 "강과 강사이에 있는 토지"를 뜻하는 티그리스(Tigris) 유프라테스(Ephrates)강 유역의 슈멜문명 유적지에서 발견된 기원전 2500년 전의 것으로 추정되는 점토판에는 비누의 제조법과 용도가 새겨져 있습니다. 이에 따르면 피부병에 유황비누를 사용하였다던가 비누를 기름 1리터와 탄산칼슘 5.5리터로 제조하였다는 처방이 있다고 합니다. 탄산칼슘은 열대의 콩과 식물인 타마린드, 대추야자, 솔방울, 떡갈나무, 너도밤나무, 등을 태운 재로 만들었는데" 곡물의 풍요함과 더불어 우리들을 청결하게 해주는 이들 나무가 번식되도록" 이라는 시도 새겨져 있었다고 합니다.구약성서에는 세정을 위해 잿물을 사용하였다는 기록이 있습니다.약 3000년 전 초기 로마시대에는 사포(Sapo)언덕에서 양을 구어서 신에게 제물로 바치는 풍습이 있었는데 양을 구울 때 생긴 기름이 타고 남은 나무재와 섞여 땅에 스며 들고 빗물에 씻겨내려가 다이빠강의 강가로 흘러 들어갔고 이 강가에서 세탁을 하던 사람들은 세탁물의 때가 잘 닦아지는 사포의 땅에서 놀았다고 합니다. 이 "Soap"가 지금의 "Soap" 의 어원이라는 설도 있지요. 종교와 관계가 깊은 비누는 그래서 "신의 선물"이라고 불리워집니다.로마 전성시대에도 썩은 오줌, 표백토(漂白土)라는 일종의 찰흙이 세정제로 사용되었습니다. 비누에 관한 최초의 기술(記述)은 1세기의 학자 플리니우스의 명저(名著) 《박물지(博物誌)》인데, 비누는 갈리아 사람에 의하여 발명되고, 짐승의 굳기름과 재로 만든다고 기록되어 있습니다. 그러나 이것은 비누화가 잘 안 되므로, 세정용이라기보다는 일종의 두발용 포마드로 쓰였던것 같습니다. 비누를 세정제로서 용도를 명시하고 있는 최초의 문헌은 2세기의 의사 갈레누스의 《간이약제론(簡易藥劑論)》인데, 여기에는 게르마니아와 갈리아의 비누의 품위가 기록되어 있습니다.그 후 4세기에 프리스키아누스가 비누에 의한 세발(洗髮)에 관하여 기술하였는데, 그 당시 비누의 사용은 극히 한정되었던 것으로 생각됩니다. 8세기가 되자 지중해 연안, 특히이탈리아(베네치아렌瀛립제노바) 및 에스파냐의 비누제조업이 번성하게 되어, 사보나는 비누를 가리키는 라틴계 호칭의 어원이 되었습니다. 9세기 이후, 그 지리적 위치 때문에 집산지로서 번영하였던 마르세유가 12세기경에는 비누 제조기술을 도입하고, 16세기 초에 인도에서 프랑스로 이식된 리넨 공업의 융성에따른 비누의 수요 증대에 의하여 좋은 품질로 유럽의 비누업계를 석권함으로써, 후세에 마르세유비누라는 이름을 남겼습니다. 17세기 마스세유의 올리브유에 해조회를 섞어 만든 비누는 대단히 질이 좋은 것 이었습니다. 이 지방에서 생산되는 비누의 평가가 높아지자 값싼 쇠기름 등 동물기름을 원료로 한 질이 낮은 비누가 대량으로 생산되기 시작했습니다. 이에 화가난 당시의 프랑스 국와 루이 14세는 1688년 칙령을 발표하고 비누의 독점제조권을 이 지방에 주면서 동시에 비누제조에 관해 엄격한 통제를 실시하였습니다.루이 14세가 정한 기준에 따르면 비누의 원료는 72%의 올리브유를 비롯해 100%의 식물성 기름만을 사용할 것과 오래 끓여서 만들라는 것이었습니다.이탈리아 에스파냐 남부프랑스, 갈리아, 게르마니아의 비누가 짐승의 굳기름과 재를 원료로 한 데 대하여 지중해 연안에서 나는 올리브와 해초(海草)의 재를 주원료로 하였습니다. 중세에서 18세기에 이르는 동안 비누 제조기술에는 본질적으로 아무런 중요한 진보가 없었으나, 1790년 N. 르블랑에 의한 식염으로부터의 탄산나트륨(소다) 제조법의 발명과 1811년 슈브뢸에 의한 유지의 화학적 조성의 연구에 의하여 오늘날의 비누 제조의 실제적 기초가 구축되었다.이것에 의하여 원료유지가 차차 다양화되어, 올리브유뿐만 아니라 야자유렛裡(牛脂), 그 밖의 각종 동식물 유지가 이용되었고, 1890년대에는 글리세린의 회수가 일반화되었다. 그 후 제 2차 세계대전후 세제의 원료도 동식물 유지에서 광물유를 원료로 하는 연구가 활발하게 진행되어 1947년 미국 P&G사는 세계 최초로 가정용 합성세제 'Tide'를 시판하기에 이릅니다. 이때부터 합성세제 시장은 눈부시게 발전하여 합성세제 제조회사의 열띤 홍보와 석유회사의 막대한 자본력이 뒷받침되어 합성세제는 급속히 확산되었습니다. 미국에서는 1954년, 일본에서는 1963년, 1989년을 정점으로 합성세제는 천연비누를 능가하는 높은 사용률을 보이게 되었으면 오늘날에는 세제 사용량의 약 80% 이상을 합성세제가 차지하고 있습니다.우리 나라에 최초로 비누가 등장한 것은 19세기 초반으로, 프랑스의 리델이라는 신부가 가져온 '샤봉'이라는 비누였습니다. 그리고 1950년대에 들어와서, 화학적으로 합성한 비누가 생산되기 시작했습니다.
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화학
23.04.22
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물로켓과 에어로켓의 과학적 원리의 차이점이 무엇인지요
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.물/에어로켓은 우리가 이제 과학 경시 대회용 등 보통 민간인 (?) 이 만들어 즐기는 일종의 레저 라고도 할 수 있죠. 두 로켓의 작동 원리는 똑같습니다만, 작용하는 물질이 다르죠.에어 로켓의 경우는 공기가 기압차에 따라서 부피가 줄어들고 늘어나는 것을 이용해 내부의 압력으로 발사되는 것이고,물로켓의 경우엔 어떠한 압력을 가해 주어도(우리 민간인이 줄 수 있는 압력하에서) 부피가 변하지 않는다는 것을 이용해(압력을 엄청 강하게 넣으면 아주 쬐끔 변합니다) 로켓 외부의 압력으로 발사시키는 것이죠. 외부/내부 하면 이해하기가 조금 곤란하니까 펌프를 떠올리면 쉽게 이해가 갈 것입니다.
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전기·전자
23.04.22
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우리나라의 온천은 어떻게 생긴 건가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.사실 우리나라도 수안보, 온양 등에 온천이 발달했고 임금을 비롯 피부질환 등을 낳게 하기위해 온천을 애용하고 있습니다. 다만, 일본은 지진과 화산의 나라인 까닭에 많은 수의 온천이 전국에 산재해 있어 인간뿐아니라 원수이 등 동물들도 온천욕을 즐겨왔습니다.
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지구과학·천문우주
23.04.22
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SSD 저장 방식에 대한 궁금증
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.일반 적인 SSD들은 MLC 방식을 사용하는데요 이 방식이 수명이 길고 속도도 더 좋습니다.SSD 에서 사용을 하는 메모리 방식에 따라 가격도 틀려 집니다. 간단히 한다면 SLC>MLC>TLC 순으로 좋습니다. SLC 대비 MLC 가 수명이 3배 적고 가격도 3배가 더 저렴하고 TLC가 MLC 대비 수명이 3배 적고 3배 더 저렴합니다. 그중에서 지금 보편적으로 많이 사용을 하는 MLC 방식이면 되구요이 MLC 방식은 24시간 동안 10년간 사용을 해야 수명이 다 된다고 보시면 되기에 거의 컴퓨터 두번 바꿀때 정도 까지는 사용이 가능한 제품이에요.추천 드리는 SSD는 그런 MLC 방식에 가성비도 좋고 속도도 무난 합니다. 안정성도 마벨 컨트롤러라 잔고장도 적고 다른 SSD 들 처럼 속도가 느려져서 유틸 다운 받고 트림 기능 돌려 주고 최적화하는등의 일이 필요하지 않게끔 자체적으로 해결을 하니 이 제품으로 사용을 하시면 적당하겠네요.만약 SATA 3 포트 사용을 하시면 터보 기능도 있어서 일반 SSD도 빠르긴 하지만 더 빠르게 동작도 합니다.
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화학
23.04.22
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요즘 새에 관심이 있어 꿩에 대해 궁금한점 문의드려요
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.꿩은 한자어로 치(雉)라고 하나, 화충(華蟲)·개조(介鳥)·야계(野鷄)라고도 하였으며, 우리말로는 수컷을 ‘장끼’, 암컷은 ‘까투리’라 한다. 학명은 Phasianus colchicus이다. 꿩과에는 세계적으로 182종이 있으며, 우리나라에는 4종이 있다. 우리나라에서는 본토와 제주도를 비롯하여 육지와 4㎞ 이상 떨어지지 않은 큰 섬에는 두루 분포되어 있으나, 울릉도 및 원격 도서지방에는 없다.농어촌·산간초지·도시공원 등에서 서식하는 대표적인 사냥새인 동시에 텃새이다. 꿩무리는 지상을 걷기 때문에 몸이 길고 날씬하며, 발과 발가락이 발달되었으나 날개는 둥글고 짧아 멀리 날지 못한다. 수컷의 꼬리는 매우 길며 18매의 깃으로 이루어져 있고, 중앙의 한 쌍이 특히 길다. 눈 주위에 붉은 피부가 노출되어 있으며, 번식기인 봄에는 이 부분이 크게 팽창한다.머리 양쪽 뒤에는 긴 우각(羽角)이 있으며, 머리는 어두운 갈색이다. 목에는 흰 띠가 있고 그 윗부분은 남록색, 아래는 황색·적색·자색이며, 허리는 회흑색, 온몸은 아름다운 황등색이다. 암컷은 흑갈색과 모래빛 황색의 무늬가 온몸을 덮고 있으며, 흰 점이 뚜렷하다.산란기는 4월 하순에서 6월까지이며 산란 수는 6∼10(때로는 12∼18)개이다. 포란기간은 21일이며, 육추(育雛: 알에서 깬 새끼)는 알에서 깨어 나오면 곧 활동하고 스스로 먹이를 찾는 조숙성(早熟性) 조류이다. 평지 및 1,000m 이하의 산지에서 살며, 800m 이상에서는 보기 어렵다. 먹이는 찔레열매를 비롯하여 수십 종의 나무열매, 풀씨·곡물과 거미류·다족류·갑각류·복족류 등의 각종 동물을 먹는 잡식성이나 식물성 먹이를 많이 먹는 편이다.꿩은 밤이면 나무 위에 앉아서 천적의 침해를 피한다. 또 지진에 예민하며, 이때의 날개소리와 울음소리가 대단히 커서 지진을 예고해 준다. 또 암꿩은 천적의 침입을 받으면 새끼를 보호하기 위하여 일부러 부상당한 체하여 위험을 면하는 습성이 있다. 이러한 행위는 꿩·종다리·물떼새 등 지상에 알을 낳는 조류에 발달되어 있다.자연생태계에서는 번식기에 수컷 한 마리에 암컷 몇 마리가 작은 무리를 지으나 겨울에는 암수가 따로 무리를 만든다. 번식기에는 가장 힘세고 나이 든 수컷이 여러 마리의 암컷을 거느린다.꿩은 사람들이 즐겨 먹었기 때문에 잡는 방법도 여러 가지가 있었으며, 외형적 특성에 따라 보통 바탕에 다섯 가지 빛깔이 있는 것을 휘(翬), 청색 바탕에 다섯 가지 빛깔이 있는 것을 요(鷂), 흰 것을 한(鶾), 검은 것을 해치(海雉), 꼬리의 길이가 3, 4척 되는 것을 적치(鸐雉)라고 분류하기도 하였다. 우리나라에는 매사냥이 일찍부터 있었는데, 그 주요 대상은 꿩이었다.『전어지』에는 사치법(射雉法: 꿩을 잡는 방법)이 있는데, 그 한 구절에 “우리나라에서는 꿩 잡는 사람이 늦은 봄 풀이 무성할 때 총이나 활을 가지고 나무숲이나 풀숲에 숨어서 뼈나 뿔로 만든 피리로 장끼의 울음소리를 내면, 장끼가 이것을 듣고 아주 가까이 날아오는데, 이 때 쏘면 백발백중이다.”라고 하였다.『규합총서』에 따르면 꿩고기는 어육장·완자탕·쇠곱창찜·화채·전유어·죽순나물 등의 요리재료로 쓰이며, 강원도 정선의 꿩꼬치산적이 유명하고, 지네와 거미를 꿩깃과 함께 태우면 빈대가 없어진다고 하였다. 또 꿩고기 굽는 법도 소개되어 있다.닭이나 타조등이 있겠죠
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생물·생명
23.04.22
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혹시 인간은 육식동물로 진화하는 것일까요? 그렇다면 증거가 있을까요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.쉽게 설명할 수 없는 문제입니다.ⓐ. 동물(포유류와 조류) 중엔 육식 종과 잡식 종이 있다.- 육식성 동물....특징은 포식하기 위한 사냥 구조로써 포유류는 발톱과 송곳니가 필살 구조로 되어있고 조류는 날카로운 발톱과 가죽을 뜯을 수 있는 부리를 갖고 있다.- 잡식성 동물....잡식성 포유류는 식물섬유를 소화하기 위한 새김질 어금니가 발달하고 송곳니는 퇴화하였으며 소화기관이 다르고 계절에 따라서 곤충 등을 먹어야 하기 때문에 사냥 기술이 발달하였다. ⓑ. 육식과 잡식의 진화 패턴....육식동물을 맹수라고 하는 것은 피식자도 같은 동물이므로 추격 사냥을 하는 것이 절대적이기 때문에 포획에 용이한 구조로 진화한 것이고 잡식성 동물은 생태환경이 육식이나 초식 중 한 가지만으로는 생존하기 어려운 환경이므로 척박한 먹이활동이 자연스럽게 잡식으로 진화하였을 것이다.늑대와 개는 거의 같은 생태구조지만 늑대는 순수한 육식동물인데 반하여 개는 잡식으로 진화한 것은 인간이 그렇게 길들인 것이다.- 육식 동물...... 고양잇과, 독수리 등 맹금류.- 잡식 동물...... 인간, 유원인, 개/고양이, 곰, 너구리 등....
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생물·생명
23.04.22
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나침반의 N극이 북쪽을 가리키는 원리는 어떻게 되나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.우리는 흔히 어떤 곳에서 방향을 알아보려고 할 때 나침반을 사용합니다. 그리고 작은 자석인 나침반의 N극이 가르키는 곳이 북쪽이라는 것도 너무나 잘 알고 있습니다. 그러면 나침반의 N극은 왜 북쪽을 가르킬까요? 오늘은 나침반의 원리에 대해서 생각해 보겠습니다.물질을 구성하는 최소 단위는 원자인데 이 원자들이 모여 분자를 만듭니다. 이 원자나 분자 가운데는 처음부터 자성을 가진 것이 있습니다. 예를 들어, 철의 분자가 그렇습니다.또, 도선에 전기를 통하면 그 주변에는 자기력이 형성됩니다. 이 자기력이 작용하는 공간을 자기장이라고 하며, 거기서는 자기력이 일정한 법칙을 바탕으로 작용하고 있는데, 그 기본이 되는 것은 자기력은 같은 극에서는 반발하고, 다른 극에서는 서로 끌어당긴다는 것입니다.이런 성질을 이용하여 많은 전기 기기류가 발명되었습니다. 전류계, 전압계, 전동기, 전화기, 등이 바로 그것이지요. 그러면 나침반을 가지고 어떻게 방향을 찾을 수 있을까요?방위 자석인 나침반은 작은 자석으로 되어 있습니다. 나침반 바늘에 강한 자석을 가까이 대면 N극과 S극은 서로 끌어당기고, N극과 N극, S극과 S극은 반발합니다. 이 나침반을 등산을 할 때 가져가면 바늘의 N극은 언제나 북쪽을 가리키고, S극은 남쪽을 가리키게 되는 그 이유는 무엇일까요?그것은 지구가 커다란 자석이기 때문입니다. 그런데 지구의 북극은 S극, 남극은 N극으로 되어 있습니다. 그러므로 지구 어디에 있어도 자석만 가지고 있다면, 북쪽과 남쪽 방향은 금방 알 수 있는 것입니다. 그것을 근거로 지도를 펼치면, 자신이 있는 곳을 짐작할 수 있을 것입니다.그러나 정확히 말하면, 지도상의 극점과 지구의 자석의 극점과는 상당한 차이가 있습니다. 현재는 지도상의 북극과 실제 자석으로 측정한 북극은 1,500km나 떨어져 있습니다. 따라서 자침이 가리키는 방향을 지도상의 정북 방향으로 생각하면 엉뚱한 착오가 생기므로, 항해 등을 할 때는 사용하는 지도에는 이러한 오차를 수정한 것이 쓰이고 있습니다.이와 같이 자기장은 천천히 변하고 있는데, 정말 놀랍게도 지금으로부터 70만 년에서 2백5십만 년쯤 전까지는 지구 자석의 N극과 S극이 바뀌어 있었다는 것이 확인되고 있습니다. 그러므로 앞으로도 바뀔 가능성은 있는 것이지요
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물리
23.04.22
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휴대폰의 전압과 전류, 저항은 어느 정도 인가요??
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.저희가 쓰는 콘센트는 220v의 전압을 걸어주는데휴대폰 충전기의 변압기를 통해 5v로 전압이 낮아진후에 2A까지의 전류를 흘려보낼수 잇는거죠?[답변] 그렇습니다가정에 공급되는 전기는 220V이나 충전기의 내부 정류회로에 의해 5V로 낮아지며전류는 2A기 공급이 되는 것입니다
학문 /
전기·전자
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