안녕하세요 성심껏 답변 드릴 김경렬 전문가입니다.
Q. 전기뱀장어의 위력 및 원리가 궁금해요.
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.전기뱀장어는 몸의 꼬리 쪽 근육 안쪽 전기생산세포로 이뤄진 특수 조직에서 최대 전압 600~800V, 전류 1A(암페어)의 전기를 일으킵니다. 이 조직 안에는 전극 판처럼 생긴 전기생산 신경세포(뉴런)가 일정한 간격을 두고 배열돼 있고 사이 사이 빈 공간에는 체액이 흐릅니다.전기생산 뉴런 안쪽의 양끝에는 특정 이온만 통과시키는 이온 채널인 나트륨(Na+) 채널과 칼륨(K+) 채널이 있읍니다.뉴런의 신호 자극으로 채널이 닫히거나 열리면서 안팎의 이온 농도차가 생기면 양(+)극과 음(-)극이 형성되면서 전하의 흐름(전류)이 생깁니다. 이 양극과 음극 간 에너지 차이가 전위차, 즉 전압이 됩니다.
Q. 지열발전의 원리는 무엇일까요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.지열은 지구 내부에서 표면을 거쳐 외부로 나오게 되는 열을 말합니다. 지구는 중심부로 갈수록 온도가 높아져 지구 중심부의 온도는 4000℃에 달합니다. 이러한 지열은 열전도에 의해서나 가스, 온수, 화산분출 등에 의해 유출되는데 그 양은 지역적으로 크게 다르지만 지구의 전표면에서 방출됩니다. 엄밀히 말해 지열에너지는 재생이 불가능한 에너지원이지만 지구 자체가 가지고 있는 에너지이므로 굴착하는 깊이에 따라 잠재력은 무한이라 할 수 있습니다.지열에너지는 저온 열수를 직접 이용하는 온천 등의 관광자원 또는 프랑스나 헝가리에서 전형적인 예를 찾을 수 있는 것처럼 난방 열원 등으로서는 많이 개발되었다고 할 수 있으나 에너지원으로서는 그다지 개발된 자원은 아니라 할 수 있습니다.현재 지열에너지 이용에 가장 많이 채택되고 있는 것은 지열을 직접 이용하는 방식이나 앞으로는 지열 발전의 비중이 직업 이용 방식보다 커질 전망이며 지열 발전은 지하에 있는 고온층으로부터 증기 또는 열수의 형태로 열을 받아들여 발전하는 방식입니다지구는 하나의 거대한 보일러이며 이것을 이용한 에너지 전환 장치는 여러 가지를 생각할 수 있지만 현재 발전에 이용되는 것은 지열로 발생한 증기를 이용하는 것입니다. 빗물이 단층 등을 통해서 지하로 흘러 들어갈 때 그 근처에 마그마가 모여있으면 고온의 물이 되는데 이 때 우물을 파면 물의 압력이 낮아지면서 고온의 수증기가 되어 뿜어 나오게 됩니다. 이 증기로 터빈을 돌리는 것이 지열 발전입니다.지열발전은 운전기술이 비교적 간단하고 가동률이 높으며 잉여열을 지역에너지로 사용할 수 있다는 이점이 있습니다. 전 세계 지열에너지의 양은 그리 크다고 할 수 없지만 하와이와 일본에서 개발 가능한 지열 지대가 많이 발견되었으며 환경과의 조화, 지진에너지와의 관련 때문에 이용 가능은 전 세계적으로 6000kW 정도로 여겨지고 있습니다
Q. 하이패스의 원리가 궁금합니다. 알려주세요~
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.하이패스의 기본 작동원리는 무선통신중 근거리 전용통신을 바탕으로 차량내부에 장착된 하이패스 단말기와통신으로 가능한것 입니다.하이패스가 작동하기위해서는3가지요소가 필요합니다.톨케이트 안테나 차량단말기 전자카드 이렇게있어야 합니다.안테나는 차량 인식 가능 구간에진입하면 차량의 종류와 차량번호를 인식하고 단말기에 결제정보를 요청하게됩니다.그후 단말기는 안테나로부터 받은 신호를 인식해 삽입된 전자카드에게 결제신호를 요청하는 방식입니다.하이패스는 단말기와 안테나 전산시스템으로 작동되는데 이 방법이 두가지로 분류됩니다.이 방식에따라 하이패스 단말기 종류도 달라지게되죠.단말기와 안테나 통신 방법은적이선과 라디오전파 방식이 존재합니다.모두 사용이 가능하지만.운전자 입장에서는 단말기 부착장소와 장단점도 확실하게 있습니다.IR방식단말기는 내장배털가.적은 전력으로 오랫동안 사용이 가능하고무선으로도 설치가 가능해 차량 내부에 별도 단말기를 설치해도 미관상 크게 불편한점이 없는것이 특징입니다 하지만 IR방식의 단말기는 장착을 차량 앞 유리 중앙이나 하단에 전자카드를 꼽아 사용해야된다는 제한이 있고전력소모는 적지만 주기적으로 충전및 배터리를 교환해줘여되는 불편함이 있습니다
Q. 무지개가 형성되는 원인은 무엇인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.무지개란 한쪽 하늘에 떠 있는 빗방울에 의해 생기게됩니다.빗방울 반대쪽에서 오는 햇빛이 굴절, 분광, 반사되어 우리 눈에 보이는 현상인데요.무지개는 하얀 햇빛이 공기와 물 사이를 지나는 순간 여러 가지 색깔로 휘어지게됩니다.굴절은 빛의 색깔들이 각기 다른 속도로 빗방울 속을 지날 때 발생하게되죠.빨강 색은 보라색보다 약간 더 빠르게 통과하는데 이러한 속도 차이로 인해 여러 가지 색깔로 나누어집니다.색깔이 나누어지는 현상을 분광 현상이라고 해요.
Q. '코알라'의 식량은 평생 한가지인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.코알라는 유칼립투스 잎만 먹습니다.유칼립투스 잎은 사람뿐 아니라 다른 동물들도 도저히 먹을 수 있는 음식이 아닙니다.잎에 독이 잔뜩 들어있기 때문입니다. 사실 코알라처럼 순하고 연약한 동물이 지금까지 살아남은 건 키가 큰 나무인 유칼립투스에 살면서 천적을 피하고 동시에 아무도 먹지 않아 경쟁이 없는 유칼립투스 잎을 먹이로 삼았기 때문에 이것만 먹습니다.코알라의 유전자를 자세히 들여보면 독한 유칼립투스 잎을 주식으로 삼을 수 있는 이유가 밝혀졌읍니다.생체이물(xenobiotic), 즉 개체에게는 낯선 화합물을 해독하는 효소(CYPC2)의 유전자가 31개나 됐고 간에서 꽤 높게 발현됐읍니다. 그 결과 생체이물인 유칼립투스 잎의 다양한 이차대사물이 다 분해돼 해를 끼치지 않는 것입니다.