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답변 내역

제트기류는 어떻게 형성되고, 실생활에는 어떤 영향을 주는가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.제트기류는 하늘 위에 흐르는 공기의 흐름으로 바다의 해류처럼 공기의 흐름인 기류를 뜻해요. 그중에서도 제트기류는 대류권 상부 또는 성층권의 하부 영역에 좁고 수평으로 흐르는 강한 공기의 흐름입니다. 지상 9,000~1만 m 높이에서 불며, 풍속은 보통 100~250㎞/h 정도인 기류라고 하죠. 최대풍속은 500㎞/h에 이르기도 한답니다.차가운 공기를 머금고 있는 제트기류는 빠른 속도로 순환하며 찬 공기와 아래의 뜨거운 공기를 고루 섞어주고 지구의 대기를 순환시켜 온도를 조절하는 역할을 하는데요. 만약 제트기류가 없다면, 대기층이 골고루 섞이지 않아 지구의 온도는 부분적으로 너무 높거나 낮아질 수 있답니다. 즉, 제트기류는 지구의 온도조절을 위해선 필수적으로 필요한 기류인데요. 지구의 온난화와 제트기류가 무슨 연관이 있을까 생각하셨을 텐데요. 10월의 이른 추위는 지구온난화로 북극 빙하가 녹으면서 북쪽 한기를 막아주는 제트기류가 약해져 찬 공기가 아시아 쪽으로 많이 내려와서 일어난 현상입니다. 마지막 태풍이 지나간 후 태풍이 있던 자리로 제트기류가 내려와 추위가 이르게 생긴 것이죠.
학문 / 화학
23.10.27
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2019년에서 2020년으로 넘어가며 신재생에너지 생산량이 줄어드는 이유가 무엇인가요
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.2019과 2020년 상반기 재생에너지 생산량 감소는 두 가지 원인이 있습니다. 첫째로, 코로나19로 인해 경제활동이 침체되면서 에너지수요가 급격히 줄었지만, 재생에너지는 장기 고정계약 및 계통에 우선 접속하는 경우가 많아 다른 에너지원에 비해 상대적으로 적은 영향을 받은 것으로 나타났습니다. 둘째로, 단기적으로 중국과 유럽의 봉쇄로 태양광, 풍력 제품 생산에 차질이 생기거나 경매나 프로젝트 일정의 지연이 생기는 일들이 발생하였습니다. 하지만, 장기적으로는 코로나19의 여파가 사라지면서 재생에너지 산업과 보급이 활성화되고, 각국에서 경기 부양책으로 친환경적인 재생에너지 산업, 보급 확대를 추진하면서 다시 증가하였습니다.
학문 / 화학
23.10.27
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로켓의 액체엔진이 작동하는 원리와 구동 방식이 궁금해요~
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.액체연료 로켓은 액체 상태의 연료에 불을 붙게 하는 산화제를 각각 다른 공간에 주입하여 추후 투입량을 제어할 수 있게 구성됩니다. 가장 널리 쓰이는 연료는 등유이며 산화제로는 플로오린, 질산, 과산화수소 등이 있습니다. 연소실이라는 제3의 공간에서 이곳에 투입한 연료와 산화제에 불이 붙으면 고온 고압의 가스가 발생하고, 이 가스가 노즐로 빠져나가며 로켓이 추력을 얻습니다. 액체인 연료와 산화제를 연소실로 보내려면 연료와 산화제의 압력이 매우 높아야 합니다. 그래서 연료와 산화제를 안정적으로 공급하고자 펌프를 사용하는데, 보통은 풍차 같은 터보 펌프를 사용합니다.액체연료 시스템에서는 부품 냉각, 순환, 가스 압력과 분출 조절 장치 등 상대적으로 시스템이 복잡하고 정교하게 설계됩니다. 덕분에 만들기 어렵고 비싸지만, 점화와 소화를 반복하여 유연하게 제어할 수 있을 뿐 아니라 아나시스 2호를 쏘아 올린 팰컨9 로켓처럼 재사용 가능하다는 매우 강력한 장점을 가지고 있습니다.
학문 / 화학공학
23.10.27
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낙뢰가 치면 차안이 안전하다고 하는데 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.번개는 음전하가 구름 밑에 많이 뭉쳐있을 때 대기 불안정으로 인해서 양전하가 많은 곳을 찾아 떨어지는데 대표적인 곳이 나무와 높은 건물, 우산과 같이 뾰족한 곳입니다. 높은 건물은 번개가 칠 때를 대비해 피뢰침이라는 것을 설치하는데, 이는 번개가 뾰족하고 높은 곳을 좋아하기 때문입니다. 피뢰침은 땅속과 연결이 되어 있어 번개가 치면 땅속으로 흡수시켜 버립니다.이처럼 번개는 양전하를 띄는 곳을 좋아하는데, 나무의 수액이 바로 전기의 전도체이기 때문에 위험한 것입니다. 그렇다면 번개 칠 때 안전한 곳은 놀랍게도 차 안에 있는 것이 안전합니다. 자동차는 금속으로 되어 있어 전기가 잘 흐를 것 같지만, 전자들이 자유롭게 움직일 수 있는 도체로 이루어져 있어 벼락을 맞아도 전자들이 겉면에서만 흐르고 도체의 안인 자동차 안의 전기장은 0이 되기 때문입니다.번개가 치는 것은 구름과 땅 사이에 큰 전압이 걸려서 그 사이로 전기가 이동하는 것인데, 자동차에 전기가 쏟아져 들어오면 차 표면에 전자들이 퍼지게 됩니다. 전자들끼리는 서로 같은 극이므로 밀어내는 힘이 작용하기 때문에 전자가 무더기로 쏟아지는 벼락이라도 차 안은 안전한 장소가 되는 것입니다.운전하다 천둥과 번개가 치더라도 자동차 내부는 어느 곳보다도 안전합니다.
학문 / 기계공학
23.10.27
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미래에는 인공지능과 자율주행이 합쳐진 자동차도 나올까요
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.현재에도 자율주행 자동차에 인공지능을 많이 활용하고 있습니다.예로서 인지단계에서 축적한 정보를 기반으로 주행 전략을 결정합니다. 이 역할을 수행하는 것이 바로 인공지능(AI)입니다. 인공지능은 인간처럼 학습하고 생각할 수 있는 컴퓨터 시스템입니다. 컴퓨터 프로그램을 통해 인간의 학습능력, 추론능력, 지각능력, 자연어의 이해능력 등 모든 지능적인 행동들을 모방이 가능해, 인공지능은 4차 산업혁명의 핵심 기술이라고 할 수 있습니다. 인공지능의 종류는 크게 3가지로 나눠지는데 약인공지능(Weak AI), 강인공지능(Strong AI), 초인공지능(Super AI) 등이 있습니다. 약한 인공지능은 미리 정의된 규칙에 의해 인지능력을 필요로 하지 않는 정도의 특정 영역의 문제를 푸는 기술로 자율주행 자동차는 여기에 해당됩니다.
학문 / 전기·전자
23.10.27
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자동차연료로 쓰이는 수소는 안전한가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.수소전기차가 처음 출시됐을 때 가장 많이 받았던 오해 중 하나는 폭발 위험이 있다는 이야기였습니다. 수소폭탄에서 비롯된 선입견 때문이었습니다. 하지만 수소폭탄에 쓰이는 수소와 수소전기차가 연료로 사용하는 수소는 엄연히 다릅니다. 지구상의 수소 중 양성자 1개와 전자 1개로 구성된 수소(Protium)가 차지하는 비율은 99.985%입니다. 수소전기차는 이러한 구조의 수소 분자를 압축해 700bar 정도의 압력으로 탱크에 저장하고, 압력을 낮춰 연료전지로 보낸 후 화학 반응으로 전기를 생산합니다. 반면, 수소폭탄은 일반적인 수소 구조와 다른 중수소와 삼중수소를 사용한다. 자연 상태에서 존재하기 힘든 수소인 까닭에 인위적으로 만들어야 합니다. 게다가 수소폭탄의 폭발력을 내려면 1억도 이상의 온도와 수천 기압이 필요합니다. 즉, 자연에 존재하는 수소를 사용하는 수소전기차가 수소폭탄처럼 터지는 건 불가능하다는 것입니다.우리가 주변에서 흔히 사용하는 연료인 가솔린, LPG, LNG 등과 비교해도 수소의 안전성은 높습니다. 한국산업안전공단과 미국화학공학회의 자료에 따르면 수소의 상대적 위험도는 1로 LNG 1.03, LPG 1.22, 가솔린 1.44보다 낮습니다. 실제로 수소는 공기보다 가벼워 저장장치에서 유출되더라도 급속도로 확산되고, 점화 온도가 약 500℃로 높은 편이라 자연적으로 발화할 가능성이 매우 낮은 편입니다.
학문 / 화학
23.10.27
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에스컬레이트는 누가 처음에 만들었죠?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.1892년 8월 2일에 제시 라노와 조지 휠러가 프로토타입의 특허를 취득했습니다. 1898년 오티스 엘리베이터 회사와 제휴한 찰스 시버거가 이 특허권을 사들여 1900년에 필라델피아의 짐벨 가게에 최초의 에스컬레이터를 설치하였습니다. 계기로는 어떻게 하면 안전하고 쉽게 설비를 옮길 수 있을까? 고민 끝에 만들어 졌다고 합니다. 1911년 영국 런던 지하철에 에스컬레이터가 처음 설치되었을 때, 시민들의 두려움을 불식시키기 위해 나무로 된 의족을 착용한 사람을 고용해 시범을 보이게 됩니다. 일본에서는 1985년에 나선형 에스컬레이터를 도입하기도 했습니다.
학문 / 화학
23.10.27
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사람몸에서 나오는 물은 기분에 따라서 맛이 다르다고하는데요.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.사람의 땀의 99%는 물이지만 나트륨(Na), 염소(Cl)의 염분이 약간 들어있으며 칼륨(K), 마그네슘(Mg) 같은 이온 그리고 암모니아 등이 아주 소량 들어 있습니다. 그래서 땀이 배출되면 대부분은 물이지만, 다양한 물질 들이 섞여 나오기 때문에 맛이 다를 수 있습니다.또한, 땀의 기능으로 실생활에서 노폐물을 걸러내는 주요 기관은 콩팥이며 땀샘이 보완적인 역할을 합니다. 땀의 제일 중요한 기능이 체온 조절입니다.
학문 / 화학
23.10.27
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지구과학 용어 중에 사화산이 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.사화산은 역사 이래 현재까지 화산활 동의 기록이 없는 화산입니다. 오늘날에는 장래에 활동할 염려가 있는 화산을 활화산(종전의 활화산, 휴화산과 일부 사화산)이라 해서 그 밖의 화산과 구별하는 것이 보통이며, 휴화산, 사화산이란 말은 별로 쓰이지 않는 것으로 알려졌습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.10.27
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모기는 왜 암컷만 피를 빠는건가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다. 모기가 피를 빠는 이유는 배가 고파서가 아니라 알을 낳기 위해서 입니다. 사람의 피를 빠는 건 산란기의 암컷 모기 입니다. 수정란을 갖게 된 암컷 모기가 자신의 난자를 성숙시키기 위해 단백질과 철분이 풍부한 사람의 피를 빨아들입니다. 반면 수컷 모기는 온순해 사람을 물지 않습니다. 꽃의 꿀이나 나무의 수액, 이슬 등을 먹고 삽니다.모기는 일단 피를 빨고 나면 몸이 무거워져 잘 날지 못해 가까운 벽에 가만히 앉아 한참 동안 피를 소화시킵니다. 모기는 주둥이를 사람의 피부에 박고 5~9초 동안 사람의 피를 빨아들이죠. 이 피의 양은 자기 몸무게 2~3배에 달하는 우유 한 방울 정도입니다.
학문 / 생물·생명
23.10.27
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