안녕하세요. 김철승 전문가입니다.
기계공학
Q. 공장내 결로가 엄청심해 천정부에 물이맻혀 바닥으로 낙수가 엄청나요 결로가 생기는 원인이 뭔지 궁금합니다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.제지 공장 내 결로 문제로 인해 천정에서 이슬이 맺히고 바닥으로 낙수가 발생하고 있다는 말씀을 들었습니다.결로는 실내 공기가 차가운 표면과 접촉하여 수증기가 응결되면서 발생하는 현상입니다. 제지 공장 내 결로는 여러 가지 요인이 복합적으로 작용하여 발생할 수 있습니다.제지 공장은 종이 생산 과정에서 많은 양의 물을 사용하기 때문에 실내 습도가 높아집니다. 높은 습도는 결로 발생의 주요 원인이 됩니다.제지 공장 내 온도가 낮으면 실내 공기가 포화 수증기량보다 적은 수증기를 함유할 수 있게 됩니다. 이는 결로 발생을 촉진합니다.제지 공장 내 벽, 천장, 바닥 등의 표면 온도가 낮으면 실내 공기가 이러한 표면과 접촉할 때 결로가 발생하기 쉽습니다.실내 공기 순환이 부족하면 습한 공기가 한 곳에 머물면서 결로 발생 가능성이 높아집니다.벽, 천장, 바닥 등의 단열이 부족하면 외부의 차가운 온도가 실내로 전달되어 결로 발생 가능성이 높아집니다.환기 시스템 개선: 실내 습도를 낮추기 위해 환기 시스템을 개선하여 외부 건조한 공기를 공급합니다.제습기 설치: 제습기를 설치하여 실내 습도를 직접적으로 감소시킵니다.난방 시스템 개선: 난방 시스템을 개선하여 실내 온도를 높입니다.단열 강화: 벽, 천장, 바닥 등의 단열을 강화하여 외부 열 손실을 줄입니다.팬 설치: 팬을 설치하여 실내 공기 순환을 개선합니다.환기구 설치: 환기구를 설치하여 습한 공기가 외부로 배출되도록 합니다.벽, 천장, 바닥 등의 단열 강화: 벽, 천장, 바닥 등의 단열을 강화하여 외부 차가운 온도가 실내로 전달되는 것을 막습니다.결로 방지 코팅: 벽, 천장, 바닥 등에 결로 방지 코팅을 하여 표면에 수증기가 응결되는 것을 방지합니다.결론적으로, 제지 공장 내 결로 문제를 해결하기 위해서는 습도 감소, 온도 상승, 공기 순환 개선, 단열 강화, 결로 방지 코팅 등의 다양한 조치를 종합적으로 적용해야 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
물리
Q. 비어 람베르트 법칙에 대해 질문
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.비어-람베르트 법칙은 매질의 농도와 빛의 흡광도가 정비례한다는 것을 설명합니다. 즉, 매질의 농도가 높아질수록 빛이 더 많이 흡수되어 빛의 속도가 감소합니다. 빛의 속도가 감소하면 굴절률이 높아지기 때문에, 매질의 농도가 높아지면 굴절률도 높아진다고 볼 수 있습니다.하지만, 이 설명은 단순화된 설명이며, 실제로는 굴절률에 영향을 미치는 다른 요소들도 존재합니다. 굴절률은 빛의 파장, 매질의 온도, 압력, 그리고 빛의 편광 상태에 따라서도 변합니다.소금물 같은 매질의 경우, 농도가 높아질수록 굴절률이 높아지는 경향을 보입니다. 하지만, 이는 빛의 흡수뿐만 아니라 다른 요소들도 영향을 미치기 때문입니다.굴절계 사용: 굴절계는 빛의 굴절률을 측정하는 장치입니다. 굴절계를 사용하여 다양한 농도의 소금물의 굴절률을 측정하고, 그 결과를 그래프로 나타낼 수 있습니다.Abbe 굴절계: Abbe 굴절계는 굴절률을 측정하는 대표적인 장치입니다. 굴절계를 사용하여 589.3nm 파장의 나트륨 D선에 대한 굴절률을 측정합니다.Brix 척도: Brix 척도는 수용액의 굴절률을 측정하여 당도를 간접적으로 나타내는 척도입니다. Brix 척도는 굴절률과 당도 사이의 비례 관계를 이용합니다.RI 측정기: RI 측정기는 굴절률을 측정하는 장치입니다. RI 측정기를 사용하여 다양한 파장의 빛에 대한 굴절률을 측정할 수 있습니다.측정 결과를 그래프로 나타낼 경우, 농도가 높아질수록 굴절률이 증가하는 선형적인 관계를 보일 것입니다.굴절률의 증가량은 빛의 파장, 온도, 압력, 그리고 빛의 편광 상태에 따라 달라질 수 있습니다.측정 결과를 분석하여 굴절률에 영향을 미치는 다양한 요소들을 정량적으로 평가할 수 있습니다.굴절률 측정은 정확한 온도 조절이 필요합니다.빛의 파장과 편광 상태도 측정 결과에 영향을 미칠 수 있으므로 고려해야 합니다.굴절률 측정 결과는 다른 요소들과 함께 고려하여 해석해야 합니다.비어-람베르트 법칙은 매질의 농도와 굴절률 사이의 관계를 설명하는 중요한 법칙입니다. 하지만, 굴절률에 영향을 미치는 다른 요소들도 존재하기 때문에, 굴절률 측정 결과를 정확하게 해석하기 위해서는 다양한 요소들을 고려해야 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
생물·생명
Q. 피는 붉은색인데 핏줄은 왜 붉은색이 아닌가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.우리 몸의 피는 붉은색을 띄고 있지만 피부에서 보이는핏줄은 푸른색으로 보이는 이유는 빛의 산란과 피부의 색 그리고 혈관의 위치와 관련이 있습니다.햇빛과 같은 가시광선은 다양한 파장의 빛으로 구성되어있으며 각 파장은 서로 다른 색을 나타냅니다. 붉은색은 긴 파장을 푸른색은 짧은 파장을 가지고 있습니다. 피부에 닿는 빛은 일부가 흡수되고 나머지는 산란되어 반사됩니다. 붉은색은 피부 조직에 흡수되기 쉬운 푸른색은 산란되어 피부 표면에서 더 잘 반사됩니다. 피부 아래 혈관에서 흐르는 붉은색 혈액도 푸른색 빛이 더 강하게 반사되어 푸른색으로 보이는 것입니다.피부에는 멜라닌 색소가 존재하며 멜라닌 색소의 양은 피부색을 결정하는 주요 요인입니다. 멜라닌 색소가 많은 사람은 피부가 어둡고 멜라닌 색소가 적은 사람은 피부가 밝습니다. 피부가 어두울수록 푸른색 빛이 더 많이 흡수되어 핏줄이 덜 눈에 띄는 피부가 밝을수록 푸른색 빛이 더 많이 반사되어 핏줄이 더 선명하게 보입니다.피부 아래 혈관의 위치도 핏줄의 색에 영향을 미칩니다. 혈관이 피부 표면에 가까울수록 푸른색 빛이 더 많이 반사되어 핏줄이 더 선명하게 보입니다. 반대로 혈관이 피부 표면에서 멀리 떨어져 있을수록 붉은색 빛이 더 많이 반사되어 핏줄이 덜 눈에 띄게 됩니다.혈액의 산소 포화도 혈관의 크기 혈관의 흐름 속도 등도 핏줄의 색에 영향을 미칠 수 있습니다. 산소 포화도가 낮은 혈액은 붉은색이 덜하고 푸른색이 더 강하게 나타나므로 핏줄이 더 푸른색으로 보입니다. 혈관이 클수록 혈액량이 많아 핏줄이 더 선명하게 보이고 혈관의 흐름 속도가 빠를수록 혈액이 더 빨리 흐르면서 핏줄이 더 붉게 보입니다.우리 몸의 핏줄은 혈액 자체의 색이 푸른색이아니라 빛의 산란 피부의 색 혈관의 위치 등의 복합적인 요인에 의해 푸른색으로 보이는 것입니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학공학
Q. 적층세라믹콘데서가 정확히 무슨말인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.뉴스에서 언급했던 산업용 소재료 적층 세라믹은 적층 세라믹 콘덴서(MLCC)를 의미합니다. MLCC는 세라믹 재료와 전극을 번갈아 쌓아 만든 소형 전자 부품으로, 전자 기기의 필수 요소로 사용됩니다.MLCC는 세라믹 판과 금속 전극을 번갈아 적층하고, 고온에서 소결하여 제작됩니다. 세라믹 재료는 유전 상수가 높아 같은 크기의 다른 콘덴서보다 더 큰 용량을 저장할 수 있습니다. 또한, MLCC는 저렴한 가격, 높은 신뢰성, 작은 크기, 다양한 용량 범위 등의 장점을 가지고 있습니다.MLCC는 세라믹 재료 사이에 형성된 전극판 사이에 전하를 저장합니다. 전압이 인가되면 전하가 전극판에 저장되고, 전압이 제거되면 저장된 전하가 방출됩니다.MLCC는 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 주요 용도는 다음과 같습니다.대폰, 노트북, 태블릿, TV, 디지털 카메라 등자동차, 의료 기기, 산업 자동화 시스템, 통신 장비 등레이더, 미사일, 항공기 등송전선, 변압기, 모터 드라이브 등MLCC는 전자 기기의 필수 요소로서 시장 규모가 빠르게 성장하고 있습니다. 2023년 기준, MLCC 시장 규모는 약 150억 달러였으며, 향후 연평균 성장률(CAGR) 7% 이상으로 성장할 것으로 예상됩니다.MLCC는 더 높은 용량, 더 작은 크기, 더 높은 신뢰성을 위해 지속적으로 기술 개발이 이루어지고 있습니다. 주요 기술 개발 동향은 다음과 같습니다.더 높은 유전 상수를 가진 세라믹 재료 개발, 적층 기술 개선얇은 세라믹 판과 전극 개발, 미세 공정 기술 적용내열성, 내습성, 내충격성 향상, 불량률 감소MLCC는 전자 기기의 필수 요소로서 앞으로도 높은 성장 잠재력을 가지고 있습니다. 5G, 사물 인터넷(IoT), 전기 자동차(EV) 등의 신기술 발전에 따라 MLCC의 수요는 더욱 증가할 것으로 예상됩니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
전기·전자
Q. 전기차에 들어가는 배터리 음극재가 무엇인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.배터리 음극재는 리튬이온 배터리의 성능을 결정하는 중요한 요소입니다. 양극에서 발생한 리튬이온을 받아들이는 역할을 하며, 배터리의 용량, 충방전 속도, 수명에 영향을 미칩니다.극재는 리튬이온 배터리 충전 시 양극에서 이동해온 리튬이온을 저장하는 역할을 합니다.리튬이온이 음극재에 저장될 때 전자가 발생하며, 이 전자가 도선을 통해 외부 회로로 이동하여 전기를 공급합니다.가장 일반적으로 사용되는 음극재입니다. 높은 전기 전도도와 리튬이온 저장 능력을 가지고 있지만, 용량 향상에 어려움이 있습니다.흑연보다 높은 용량을 가지고 있지만, 가격이 비싸고 제조 과정이 복잡합니다.흑연보다 훨씬 높은 용량을 가지고 있지만, 충방전 과정에서 부피 변화가 크고 수명이 짧다는 단점이 있습니다.높은 에너지 밀도를 가지고 있지만, 안전성 문제가 있어 상용화에 어려움이 있습니다.현재 리튬이온 배터리 음극재는 흑연이 주로 사용되고 있지만, 더 높은 용량, 충방전 속도, 수명을 가진 새로운 음극재 개발이 활발하게 진행되고 있습니다. 인조흑연, 실리콘, 리튬 금속 등 다양한 소재가 연구되고 있으며, 향후 배터리 성능 향상에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.리튬이온 배터리의 주요 구성 요소이며, 음극과 양극 사이를 이동하며 전기를 발생시킵니다.리튬이온이 이동할 수 있도록 하는 용액입니다.음극재를 지지하고 전자를 수집하는 역할을 합니다.음극재 입자를 결합시키는 역할을 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.