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답변 내역

전기차 화재에서 밧데리열폭주 현상이란 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.배터리 열폭주는 리튬 이온 배터리가 기계적/전기적으로 남용될 경우 내부 온도가 상승하며 이는 연쇄적인 부반응으로 이어져 제어할 수 없을 정도로 온도가 상승하고 더 나아가 폭발로 이어지는 상황을 말합니다.
학문 / 화학
23.11.25
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'그리스의 불'이라는 것은 어떤 원리로 생성된 것인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.그리스의 불의 제조법에는 3가지 설이 있는데, 황 화합물과 염초, 나프타의 화합물이라는 것과 황, 산화칼슘, 나프타의 혼합물이라는 설, 인 화합물과 염초의 혼합물이라는 설 3가지입니다. 이 중 가장 설득력이 있는 것은 황 화합물과 염초, 나프타의 혼합물이라는 설입니다. 그러나 위에 나열된 모든 것이 혼합된 물질이라고 볼 수도 있겠습니다. 더 자세히 말하면 황, 주석, 수지, 암염, 경유, 정제유를 사용했던 것으로 보입니다. 커다란 연료통과 수도꼭지를 닮은 펌프, 기다란 동물 가죽 호스, 부싯돌의 원리를 이용해 연료가 닿는 순간 병사들이 불꽃이 일어나게 만들었던 분출구, 그리고 무엇보다 이 비장의 무기를 장착하기에 최적으로 만든 갤리선. 그리스의 불은 기본적으로 액체였기 때문에, 전방으로 방사하고자 할 때에는 사이펀의 원리를 이용해 방사했습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.11.25
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전기차의 배터리는 겨울에 성능이 저하되는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.날씨가 추워지면 전기차의 심장인 리튬이온배터리 안에서는 리튬이온의 움직임이 부쩍 줄어듭니다. 리튬이온의 움직임이 곧 '전기'이기 때문에 이는 곧 배터리의 성능 저하로 이어집니다. 배터리 구성요소 중 하나인 전해질은 이차전지의 충·방전 과정에서 리튬이온이 양극을 오가는 통로 역할을 합니다. 겨울철 기온이 떨어지면 액체로 이루어진 전해질이 굳으면서 내부 저항이 증가해 배터리 효율이 낮아지는 것입니다.
학문 / 화학
23.11.25
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복사기의 원리는 어떤 원리인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.복사기는 서류나 사진을 올려놓으면 용지에 똑같은 내용을 찍어줍니다. 이는 정전기 원리를 이용합니다. 복사기는 먼저 복사할 원본에 어떤 글자나 이미지가 있는지 빛을 쫴 확인합니다. 글자나 이미지가 있는 검은 부분에 닿은 빛은 흡수되고 여백인 흰 부분에 닿은 빛만 드럼 쪽으로 반사됩니다.드럼은 셀레늄으로 칠해져 있습니다. 셀레늄은 평소에는 + 전하를 띄고 있지만 빛을 받으면 - 전하로 바뀌는 성질을 갖고 있습니다. 흰색인 여백 부분만 빛이 반사됐기 때문에 내용은 셀레늄 본래 상태인 + 전하를, 여백 부분은 - 전하를 띄게 됩니다.이렇게 내용이 + 전하로 쓰여진 드럼에 종이를 말아 회전시킵니다. 여기에 미리 - 전하를 띄게 만든 토너가루가 달라붙도록 합니다. 토너가루가 - 전하 상태이기 때문에 같은 - 전하인 여백 부분과는 밀어내고 + 전하인 내용 부분에만 가루가 붙게 됩니다. 마지막으로 뜨거운 열을 가해 토너가루를 종이에 흡착시키면 복사가 완료됩니다.
학문 / 전기·전자
23.11.25
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회전 관성이란 무엇을 의미하나요
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.똑같은 돌림힘을 가하더라도 물체에 따라 각가속도가 다를 것입니다. 똑같은 돌림힘을 가하더라도 물체가 계속해서 회전을 유지하려는 성질이 크다면 각가속도는 작고, 회전을 유지하려는 성질이 작다면 각가속도는 클 것입니다. 이런 성질(회전과 관계된 관성)을 표현하는 물리양이 필요합니다. 이를 회전 관성(rotational inertia)라고도 하고, 관성 모멘트(moment of inertia)라고도 합니다. 회전관성이 크다는 말은 회전을 계속 유지하려는 성질이 크다는 말이고, (돌림힘이 같더라도) 회전관성이 큰 물체일 수록 각가속도의 변화는 더 작습니다. 이것도 일상적인 용어로 말한다면 ‘묵직하다’ 정도가 될 것입니다.질량이든 관성 모멘트/회전 관성이든 둘 다 운동과 힘/ 돌림힘의 관계를 볼 때 묵직한 정도를 표현하기 위한 물리 개념입니다.
학문 / 물리
23.11.25
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수소를 액상화하는 데는 어떤기술이 필요하나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.액체수소를 제조하는 가장 간단한 시스템은 단순 Linde-Hampson 사이클을 이용합니다. 기체수소를 고압으로 압축하여 팽창밸브(throttling valve)를 통과 시키면 열팽창에 의해 열교환기를 통해 방열이 되면서 기체수소가 약간의 액체수소로 변화합니다. 그러나 이렇게 하면 수소와 같이 최대역전온도(maximum inversion temperature)가 상온보다 낮은 기체를 냉각할 수 없습니다. 따라서 수소회로 열교환기의 고온부를 냉각해 고압수소를 최대역전온도이하로 예냉한 후 포화증기와 열교환을 수행합니다. 이때 액체질소(Liquid Nitrogen, LN2)를 사용해 77K로 예냉해 액화하는 경우는 대용량 액체수소를 제조하는 Linde-Hampson 시스템에 사용되고 액체헬륨(Liquid Helium, LHe)을 사용해 32.3K로 예냉하여 액화하는 경우는 소량의 액체수소를 제조하는 GM-J(Gifford-MacMahon, Joule-Thompson) 시스템에 사용됩니다.
학문 / 화학
23.11.25
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후지산이 폭팔 가능성을 어떠한 징후를 보고 이야기 하나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.일본 기상청의 후지산 관측 결과 지하 마그마 활동과 관련해 발생하는 ‘심부 저주파 지진’이 2021년 88회에서 지난해에는 140회로 60%가량 늘었습니다. 저주파 지진의 증가가 곧바로 ‘폭발의 전조’로 연결되는 것은 아니지만, 지진학적으로 만일의 사태에 대한 경계를 높여야 하는 상황으로 받아들여집니다.또한 만년빙으로 유명하다는 후지후케츠 동굴이 있습니다. 동굴 속 만년빙이 점점 녹고 있는데, 최근 들어 그 속도가 눈에 띄게 빨라졌습니다.그 원인이 후지산의 마그마가 더 가까워졌기 때문이라고 생각하고 있습니다. 후지산 호수의 물이 따뜻해지고, 참새가 사라지고, 곤충이 비정상적으로 늘어나는 것 또한 후지산 분화의 전조현상입니다. 이런 이상한 징후들은 후지산 폭발이 임박했음을 알리고 있습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.11.25
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휴대폰 베터리를 100% 충전을 하면 좋지 않다고 하는데 이유가 있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.보통은 배터리가 완충되면 자동으로 충전을 멈춥니다. 하지만 충전기를 계속 연결했을 경우 99%의 충전율을 100%로 올리는 데 더 많은 에너지가 필요합니다. 이런 상황이 반복되면 배터리 수명이 짧아 질 수 있습니다. 이런 이유로 대부분의 휴대폰에는 충전 규제 옵션이 포함되어 있습니다.
학문 / 전기·전자
23.11.25
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곤충들이 죽은 사체를 보게되면 왜 배를 뒤집고 죽은게 많은가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.곤충들이 뒤집고 죽는 이유는 바로 몸의 균형이 무너지기 때문이라고 해요. 곤충들은 아시다시피 3쌍의 다리가 있는데요. 이 다리수만큼 체중을 분산시켜서 균형을 잡고 이동한다고 합니다. 그리고 죽을때는 다리의 수축이 발생하죠.이때 6개의 다리가 몸 안쪽으로 오므라들면서 균형을 잃게되고, 뒤집어지게 된다고 해요. 특별한 이유가 있어서 뒤집어져서 죽는다기보다는 그저 균형이 무너진 탓이라니 좀 허무하기도 하네요.
학문 / 생물·생명
23.11.25
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우주의 나이는 얼마나 오래 되었을까요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.우주의 나이는 대폭발로부터 지금까지의 시간입니다. 가장 최근의 관측과 ΛCDM 모형에 따르면 137.98 ± 0.37억 년입니다. 0.268%에 불과한 ±0.37억년의 정확도는 WMAP과 플랑크 인공위성의 우주 마이크로파 배경 관측으로부터 얻어졌습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.11.25
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