양극재는 무엇이고 음극재는 무엇인가요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.배터리의 양극재와 음극재는 배터리의 용량, 수명, 충전속도를 결정하는 가장 핵심이 되는 소재입니다.양극재는 리튬이온으로 배터리의 용량과 평균 전압을 결정하고, 음극재는 충전속도와 수명을 결정합니다. 그리고 음극재는 양극에서 나온 리튬이온을 저장했다가 방출하면서 외부회로를 통해 전류를 흐르게 하는 역할을 합니다.
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무거운 쇳덩이로 만드는 배가 물에 뜰 수 있는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.무거운 쇳덩이로 만든 배가 물에 뜰 수 있는 이유는 바로 부력 때문입니다.부력이란 액체가 물체를 위로 밀어 올리는 힘입니다.배의 내부에 빈 공간을 많이 두어서 밀도가 작은 공기로 가득 채우면 무게에 비해 부피가 매우 커지면서 밀도는 작아지게 되고, 배 전체의 밀도가 물의 밀도보다 작아져 배가 물에 뜨게 되는 것입니다.
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실생활에 많이 쓰이는 카본이란 소재는 어떤것인가요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.카본은 그 이름 그대로 탄소로 철보다 가볍지만 철보다 강한 신소재입니다.주로 탄소섬유라고도 부르며, 흔히 카본이라 일컬으며 많은 곳에서 철을 대신할 소재로 사용 중에 있습니다.그 구조를 살펴보면 얇은 실로 이루어져 있으며, 그 중에서 90%는 격자무늬의 탄소섬유로 엮여있는 형태를 가지고 있습니다.
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우리나라에서 특히 여름철에 태풍이 잘 생기는 이유는 뭔가요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.태풍은 온도가 섭씨 26도 이상인 열대지방의 바다가 뜨거워지면서 발생합니다.즉, 태풍은 바다의 온도가 높아야 발생하고 유지가 가능합니다. 이것이 여름에 주로 태풍이 발생하는 이유입니다.그리고 우리나라에 태풍이 많이 오는 이유는 여름철 북태평양 고기압의 확장과 관련이 있습니다.
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화학에서 성분비 법칙을 알고 싶습니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.일정 성분비 법칙은 하나의 화합물을 이루고 있는 성분원소의 질량의 비는 일정하다는 법칙입니다.보통 정비례의 법칙이라고도 하는데, 1799년 프랑스의 화학자이자 약학자인 조제프 루이 프루스트가 인공적으로 합성한 탄산구리와 천연의 탄산구리는 조성이 같다는 것을 발견하여 이 법칙을 만듭니다.다만, 일정 성분비 법칙은 항상 성립하는 것은 아니며 이러한 화합물을 비화학량론적 화합물이라 합니다.말씀하신 철과 산소의 경우가 그런데요, 산화철의 일종인 뷔스타이트는 0.83에서 0.95개의 철 원자마다 하나의 산소 원자를 가지기 때문에 실험을 해보면 23%에서 25%의 산소 질량비가 나타납니다. 그래서 이상적인 식은 FeO이지만, 결정내의 빈 공간 때문에 Fe0.95O로 줄어들게 됩니다.그렇다고 모든 철과 산소가 법칙에 어긋나는 것은 또 아닙니다.
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우박이 내리는 이유와 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.구름 내부 빙정에서 눈이 만들어지고, 충분히 무거워 지면 상승기류를 이기고 떨어지기 시작합니다. 만일 이대로 지상까지 낙하하면 눈이 되고 중간에 녹으면 비가 됩니다.하지만 구름 일부 영역에 따뜻한 공기가 유입되어 상승기류가 있는 곳으로 떨어진 눈이나 빗방울은 다시 상승하며 단단하게 얼어버리고 얼어버린 물방울 표면에 추가로 수증기가 얼어 들러붙게 됩니다. 그리고 다시 상승기류를 이겨낼 정도로 충분히 성장하고 무거워지면 하강하기 시작하는데, 그대로 낙하한다면 작은 우박이 되지만 다시 상승기류를 타면 더욱 크게 성장하여 대형 우박이 되어 떨어지게 됩니다.
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비행기 연료는 우리가 아는연료와 다른가요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.항공유도 우리가 알고 있는 휘발유나 경유, LPG, 중유처럼 원유를 증류해서 생산합니다.항공유는 등유를 가공해서 만들어지는데요, 우선 등유에서 부식을 일으키는 황이나 냄새를 유발하는 성분 등을 제거합니다. 그리고 기압과 온도가 낮은 환경에서 운항을 하기 때문에, 정전기 방지제, 빙결방지제, 산화방지제 등 첨가제를 넣습니다.항공유는 한 종류가 아닙니다. 앞서 말씀드린 첨가제에 따라서, 또는 등유가 아닌 가솔린을 기반으로 하는 항공유도 있습니다. 하지만 일반적인 항공 여객기에서는 등유를 기반으로 만들어진 'JET A-1'이라는 이름의 항공유가 가장 많이 사용되며 군용으로 사용되는 항공유는 성분이 다르게 만들어 집니다.
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차가 방전됐을 때 일시적으로 배터리를 충전시켜주는 장치의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.차량은 차량의 엔진 동력으로 발전기를 구동하여 배터리에 전기를 충전합니다. 그래서 시동이 걸려있으면 배터리가 충전 되기 때문애 방전 시 약 30분간 시동을 켜두는 것도 같은 이유입니다.말씀하신 점프 케이블을 사용하여 다른 차량의 배터리와 연결하여 일시적으로 충전하는 방법은 다른 차량의 배터리에서 전기를 잠시 빌려 온다고 생각하시면 됩니다. 즉 시동이 걸릴 만큼만 빌려와 시동을 걸고 시동이 걸리면 자체 동력으로 배터리를 충전하는 것이 가능해지는 것입니다.
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비행기 중 여객기는 모두 후퇴익(?)을 쓰는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.여객기는 군용기와 다르게 승객의 안전과 효율을 최우선시하기 때문입니다.군용기와 달리 여객기들의 디자인이 거의 비슷한 이유도 이 때문입니다.그래서 여객기가 후퇴익을 사용하는 주된 이유는 난기류를 줄이기 위해서입니다. 비행 중 여객기의 날개를 지나가면서 만들어지는 마찰로 인해 난기류를 형성하고, 날아가는 속도는 난기류의 형성에도 영향을 미칩니다. 후퇴익은 공기가 날개 표면을 지나가면서 느려지게 하여 난기류를 줄이도록 설계되었죠.그리고 삼각 날개 여객기도 있었습니다. 콩코드와 Tu-144가 삼각 날개 여객기였습니다
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헬륨가스를 넣은 풍선은 왜 하늘로 날아가는지 궁금합니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.헬륨가스는 말 그대로 헬륨 단일 분자로 되어 있습니다.그리고 헬륨 풍선이 하늘로 날아가는 이유는 헬륨이 공기보다 가볍기 때문입니다.공기의 밀도는 약 1.29g/L이고, 헬륨의 밀도는 0.18g/L 정도입니다. 즉, 공기 1L의 무게는 1.29g이고, 헬륨 1L도 0.18g의 무게를 갖고 있는 것이죠.그래서 헬륨이 공기보다 밀도가 낮아서 헬륨풍선은 하늘로 날아오르게 됩니다.
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