답변 내역

안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.알루미늄은 철에 비해서 강도가 약합니다. 하지만 자동차에 알루미늄을 적절하게 잘 사용하면 승차감을 높일 수 있고 공차중량을 줄 일 수 있습니다. 테슬라가 알루미늄을 사용하는 것은 좀 다른 목적이 있습니다. 원래 차체를 만들 때 복잡한 용접이 필요한데 테슬라는 알루미늄을 녹여 용접이 필요한 차체를 단 하나의 부품으로 찍어내는 것입니다. 이것이 가능한 것은 테슬라 기가팩토리에서 다이캐스팅을 이용한 기가프레스를 사용한 생산 방법 때문입니다. 이러한 공정의 단순화로 생산단가를 최대 40%가량 절감할 수 있다고 합니다. 그리고 알루미늄은 철에 비해서 가볍습니다. 전기차는 배터리 무게가 무거워서 공차중량이 높은데 알루미늄 차체를 이용하면 무게를 줄여서 한 번 충전으로 조금이라도 먼 거리를 운행할 수 있게 해줍니다. 단점은 알루미늄이 철 보다 비싼데 단일 부품으로 만들어진 차체에 교체해야 할 정도의 손상이 발생하면 부분 교체가 안됩니다. 전체를 교환해야 하기 때문에 큰 비용이 발생합니다. 중국에서 테슬라의 기가프레스 기술을 도입하여 전기차를 만들었는데 이때 일부만 변경할 수 있도록 소규모 기가캐스팅 공법을 개발하여 이 문제점을 해결했습니다. 국내 자동차 회사도 테슬라의 기가팩토리를 벤치마킹하여 공정 개선에 나서고 있다고 합니다. 일본 토요타에서도 기가프레스 기술 도입을 검토 중이라고 합니다. 그리고 알루미늄은 철에 비해서 내구성이 낮습니다. 하지만 테슬라 모델Y 차량은 충돌테스트에서 최고점수를 받아냈다는 것은 사실입니다. 그만큼 안전도 고려하여 만든 것 같습니다.

안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.달이 없어질 때 생겨나는 변화중 대표적으로 예상되는 것은 지구와 달의 인력으로 유지되던 평형관계가 없어져 찾아오는 지구 자전축의 변화입니다. 급격하게 자전축 각도가 흔들리면서 사계절이 사라지고 혹한이나 폭염이 찾아올 것으로 예상하는데 그것이 매우 심한 정도일 것입니다. 조수간만의 차이가 없어진다는 것도 대표적입니다. 태양에 의해서도 밀물과 썰물은 나타나겠지만 달 보다는 영향이 훨씬 약합니다. 그렇게 되면 갯벌도 못보게 될 것입니다. 생태계의 변화도 올 것입니다. 달이 지구를 도는 공전주기에 맞춰서 짝짓기를 하는 동물도 있는데 그런 생물의 생식주기에 문제가 생겨서 개체수가 적어진다면 먹이사슬 연쇄반응에 따라 상위 포식자들도 줄어들게 됩니다.지구의 자전속도가 빨라질 수 있습니다. 달의 인력에 의해서 속도가 묶여 있다가 달이 사라지면 지금 보다 3배 정도 빨라질 것으로 봅니다. 대기순환에도 영향을 줘서 태풍 정도의 바람이 많이 발생하고, 해일도 많이 발생할 것입니다. 중력이 약해지면서 체세포 증식이 빨라지는데 체세포 수명은 줄어들어 노화가 빨리 올 것입니다. 그러면 인간의 수명도 줄어들게 됩니다.달의 영향으로 유지되던 공전궤도가 태양에 가까워질 것으로 예상하는 과학자도 있습니다. 그렇게 되면 기온이 섭씨20~30도 가량 높아질 수 있습니다.그 외에도 예상하는 것들은 다양합니다. 대기가 흩어져 버릴 것으로 보는 과학자도 있을 정도입니다.

안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.모래가 비열이 낮기 때문입니다. 비열은 1kg의 물질을 1℃올리는데 필요한 열량(칼로리 양)입니다. 물의 비열이 1kcal / kg℃이기 때문에 온도를 1℃ 올리는데 1kcal의 열량이 필요합니다. 모래의 비열은 0.16kcal / kg℃로 온도 1℃를 올리는데 0.16kcal의 열량이 필요합니다. 그만큼 쉽게 데워진다는 것입니다. 반면 온도가 내려가는 것도 쉬운 것입니다. 사막지대는 그늘을 만들어줄 식물도 거의 없을 뿐더러 물도 찾아보기 힘든 곳입니다. 비열이 낮은 모래로 뒤덮여 있습니다. 그래서 낮시간에 내리 쬐는 태양빛에 의해서 빠르게 데워져서 매우 덥고 해가 지면 빠르게 식어버려서 추워지는 것입니다. 그렇게 해서 약 60℃ 정도의 큰 일교차가 발생합니다. 사막이 아닌 지역에서는 대지를 구성하는 토질도 다르고, 사막 보다 물이 많은 편입니다. 그리고 구름이나 식물 등 주변환경에서 태양열을 흡수해 줄 것들이 많아 밤에 열을 보존해줍니다. 그렇기에 일교차가 크지 않은 것입니다.

안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.해무는 해상에 생기는 안개입니다. 안개는 수증기를 많이 머금고 있던 따뜻한 공기가 찬 공기를 만나거나 급격히 기온이 낮아지면 이슬점에 이르게 됩니다. 이때 공기 중 수증기 일부를 작은 물입자 형태로 내보내게 되는데 미세한 물방울이 대기 중에 떠다니는 것이 안개입니다. 주로 새벽에 안개가 많은 것은 낮 동안 기온이 높아질 때 공기 중에 수증기가 많이 포함되는데 밤 사이 기온이 낮아지면서 수증기 일부가 작은 물입자가 되어 떠다니는 것입니다. 이러한 현상은 강이나 호수주변, 비가 내린지 얼마 안 된 산 속 등에서 많이 나타납니다.

안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.동백나무도 열매가 열립니다. 열매를 그냥 식용으로 하지는 않고 열매 안에 씨로 동백기름을 짜서 머리 손질하거나 식용으로 사용되고, 최근에는 아토피성 피부염에 좋다고 밝혀졌다고 합니다. 꽃잎을 차로 마시기도 하고 여러 방식으로 섭취하거나 사용됩니다. 그 외에도 동백열매는 지혈과 타박상 치료제로도 사용합니다. 동백나무는 꽃, 잎, 열매에 이로운 성분(약효성분)이 많다고 알려져 있습니다.

안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.유리가 액체라고 여기는 몇 가지 요인이 있습니다. 하지만 결론부처 말씀드리자면 유리는 비결정성 고체입니다. 그래서 액체와 고체의 양면성을 가지고 있어 많은 논쟁이되고 있습니다. 보통 액체 상태일 때 높은 유동성을 가지고 있다고 인식합니다. 물을 기준으로 보면 액체 상태일 때 분자 사이 거리가 가깝지만 움직일 수 있지만 고체 상태일 때는 분자 간 거리가 일정하고 규칙적으로 배열되어 유동성을 가질 수 없습니다. 그리고 어는 점과 녹는점이 명확합니다. 유리는 명확하게 녹는점아 존재하지 않아서 고체와 액체의 경계가 모호합니다. 유리는 일반적으로 700~800도에서 녹지만 냉각시킬 경우 규소1원자와 산소4원자로 형성된 정사면체가 공간적으로 무질서하게 배열되어 그물처럼 이어져 있게 됩니다. (물을 예로 들때 고체는 규칙적이고 분자간 거리가 일정하고 했었죠.) 즉 유리는 비결정성을 가진 것입니다. 이러한 분자 구조는 액체와 비슷하여 액체라고 여겨지기도 합니다. 다음으로 고체 분자의 경우 대부분 서로 붙어 있어 빛을 투과하지 않는 것이 많습니다. 액체와 기체의 경우 분자들이 떨어져 있어 빛이 투과될 수 있습니다. 유리의 경우 빛을 받게 되면 빛을 반사하거나 흡수하지 않고 투과시키기 때문에 투명한 것입니다. 빛을 투과시는 성질 또한 액체가 가진 성질과 비슷해 유리가 액체라고 주장하기도 합니다. 고체는 유동성이 없지만 액체는 분자 배열이 불규칙하기 때문에 흐르는 성질을 가질 수 있습니다. 유리는 시간이 오래 지나도 흐르지 않습니다. 혹자는 중세시대 때 제작된 유리의 밑부분이 더 두꺼운 것이 미세하게 흐른 것이 아니냐고 하였습니다. 하지만 그것은 당시 공정 상의 한계로 인하여 판유리 아래 부분이 두껍게 제작될 수 밖에 없었던 것으로 보고 있습니다.유리는 석영, 탄산, 소다, 석회암을 섞어서 고온으로 녹인 후 급하게 냉각시켜서 제작합니다. 이 과정에서 결정을 형성하지 못하고 비결정 고체가 된 것입니다. 액체가 서서히 온도가 내려가면 액체를 이루는 입자들이 규칙적으로 배열되면서 결정성 고체가 될 수 있습니다. 유리는 비결정 고체이기 때문에 액체와 고체의 양면성을 가지고 있는 것으로 인해 많은 논쟁이 있었지만 결론적으로 비결정 고체이지 유동성을 가지지 않기 때문에 액체는 아닙니다.

안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.드라이기 내부에는 전기가 지나가면서 저항으로 인해 발열하는 히팅코일이 있습니다. 이것을 송풍구에 설치하여 송풍되는 공기를 데워서 보내는 것입니다. 히팅코일은 전기난로에서도 보이는 용수철처럼 생긴 부속품으로 위에서 설명했듯이 전기저항에 의해서 발생하는 열을 이용한 것입니다. 코일의 뒤에서부터 송풍되는 공기가 코일이 있는 지점을 지나면서 따뜻하게 데워지는 것입니다.

안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.우주의 기준을 어떻게 볼지 설정해 봐야겠네요. 엄밀히 따지면 사람이 생활하고 있는 공간도 우주의 일부죠. 그렇기 때문에 질문에서 우주는 대기권 밖으로 생각하면 될 것 같습니다. 대기권의 높이는 약 1000km 정도 됩니다. (참고로 인공위성이 떠있는 높이가 약1500~10000km 범위입니다.) 그러면 한 층의 층고가 3m인 건축물이 우주에 닿으려면 1000km / 3m로 계산해서 대략 333,333층 정도 되겠네요. 현재 세계 최고높이 건축물이 약 828m이며, 지상층은 163층입니다. 상부에 첨탑까지 포함한 높이인데, 이와 비교하면 우주까지의 닿을 수 있는 높이와 층수가 매우 대단함을 알 수 있습니다.

안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.초전도체는 전기저항이 0인 물질입니다. 일반적인 전도체는 전기저항이 있다 보니 저기가 이동할 때 저항 열로 인한 전력손실이 발생합니다. 심지어 발전소에서 전기를 생산하는 과정에서도 손실의 30~40%가 권선에서 열손실로 인해 발생합니다. 그런데 선재를 초전도체로 만들 수 있다면 그런 손실을 줄일 수 있는 것이죠. 전기저항이 없어지면 전기장치를 사용할 때 열 발생도 없어질 수 있겠죠. 그러면 장비를 냉각하기 위해서 설치하는 냉각장비가 없어지거나 매우 축소될 수 있고, 장비 전체 크기를 줄일 수 있습니다. 그리고, 발열로 인한 성능저하도 없어질 수 있습니다. 슈퍼컴퓨터의 경우 발열이 줄어들면 반응속도가 더빨라질 것입니다. 전기저항에 의한 전력손실이 줄어들면 배터리의 크기도 축소시킬 수 있습니다. 그러면서도 더 오래 사용할 수도 있습니다. 이렇듯 전기저항이 0인 것으로도 전기분야에 있어서 효율성이 매우 높아지는 것을 알 수 있습니다. 그 외에도 초전도체의 특성 중 자기장과 반대 방향으로 자기장을 형성해서 자석과 같은 자성체에 올려두면 공중에 떠오르게 됩니다. 마찰저항을 없앨 수 있기 때문에 기존 쿄통수단 보다 더 빠르게 이동할 수 있는 자기부상열차나 초전도체로 만든 베어링을 통한 풍력 터빈 출력 향상, 고속발전기 개발 등 여러 효과를 기대해볼 수 있습니다.

안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.아마 LFP(인산철)배터리가 사용되는 것으로 인해 가격이 줄어드는 것 같습니다. 리튬 배터리에 비해서 충전 속도가 느리고 주행거리가 짧다는 이유에서 LFP배터리 개발이 중단됐었는데, 최근 중국에서 에너지밀도를 높이고 안전성이 높으면서 비용이 저렴한 LFP배터리가 개발되었다고 하여 주목을 받으면서 다시 관심을 보이는 추세입니다. 특히 이번 KG모빌리티(구 쌍용자동차)에서 출시하는 전기차에 중국 BYD에서 생산한 LFP배터리가 탑재 되는데 전기차 주행거리 기준이 까다로운 국내에서 예상 보다 긴 주행거리 인증을 받으면서 주목 받고 있습니다. 국내 전기차 배터리를 개발하는 기업에서도 LFP배터리 생산 공장을 추가하려는 등의 움직임이 있고, 자동차 제조사에서도 LFP배터리를 탑재한 차량을 늘리려는 계획도 있어 전기차 가격이 낮아지는 것이 배터리 생산 비용을 낮춰서 가능한 것이 아닐까 생각됩니다. 대표 배터리 3사가 LFP배터리 개발 착수했으며, LFP배터리 생산공장을 구축하기로 한 곳도 있습니다.