Q. 영화 소재로도 쓰인 비뉴턴 유체는 어떤 원리인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.비뉴턴 유체는 전단 응력과 변형률 사이의 관계가 선형적인 뉴턴 유체와는 달리 비선형적인 유체를 말합니다. 힘을 가해도 일정한 점도를 유지하지 않고 변형되는 유체입니다.비뉴턴 유체의 특징이예요.점도가 변형률에 따라 변화합니다.응력-변형률 곡선이 선형이 아닙니다.일반적인 유체와는 다른 흐름 특성을 보입니다.케첩: 흔들 때 더 잘 흐르지만, 그만두면 다시 걸쭉해집니다.치약: 튜브에서 짜낼 때는 힘이 필요하지만, 솔에 묻히면 부드럽게 펴집니다.점토: 힘을 가하면 원하는 모양으로 만들 수 있지만, 힘을 제거하면 원래 모양으로 돌아갑니다.혈액: 혈관 내에서 흐르는 동안 점도가 변화합니다.비뉴턴 유체의 종류예요.점성이 시간에 따라 변하는 유체: 티크소트로픽 유체와 레오펙틱 유체점성이 변형률에 따라 변하는 유체: 빙햄 유체, 딜라탄트 유체, 윌리엄슨 유체비뉴턴 유체의 응용이예요식품 산업: 케첩, 마요네즈, 아이스크림 등건설 산업: 페인트, 코팅재, 접착제 등의료 산업: 혈액, 혈액 대체제 등화장품 산업: 로션, 크림, 립밤 등비뉴턴 유체는 다양한 분야에서 응용되고 있으며, 그 특성을 이해하는 것이 중요합니다.비뉴턴 유체의 특징을 연구하는 분야를 유동학이라고 합니다.비뉴턴 유체는 다양한 실험을 통해 그 특성을 분석할 수 있습니다.비뉴턴 유체의 특성을 이해하면 새로운 제품 개발이나 생산 공정 개선에 도움이 될 수 있습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
Q. 보온 용기는 무슨 원리로 온도를 따뜻하게 유지 시켜주는 건가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.보온용기는 열전달을 방지하는 다양한 원리를 사용하여 용기 안의 온도를 유지시켜줍니다. 주요 원리 3가지와 추가적인 요소들을 설명해 드리겠습니다.보온용기는 열전도율이 낮은 재료로 만들어집니다. 열전도율이 낮은 재료는 열이 잘 전달되지 않아 용기 안의 열 손실을 줄입니다.대표적인 재료로는 스테인리스 스틸, 플라스틱, 진공 단열, 페로마그네틱 스테인리스 스틸 등이 있습니다.스테인리스 스틸은 내구성이 뛰어나고 열전도율이 낮아 보온용기에 많이 사용됩니다.플라스틱은 가볍고 저렴하지만 열전도율이 스테인리스 스틸보다 높습니다.진공 단열은 두 겹의 금속 사이의 공기를 제거하여 열전도를 최소화합니다.페로마그네틱 스테인리스 스틸은 열전도율이 낮고 내부에 자기장을 형성하여 열 손실을 더욱 줄입니다.보온용기는 대류를 방지하는 구조로 설계됩니다. 대류는 따뜻한 공기가 올라가고 차가운 공기가 내려오는 현상입니다.용기 안쪽에 진공층을 만들거나, 단열재를 사용하여 대류를 방지합니다.진공층은 공기가 없어 대류가 일어나지 않습니다.단열재는 열전도율이 낮아 대류를 방지하는 데 도움이 됩니다.보온용기는 복사를 방지하는 표면 처리를 합니다. 복사는 열에너지가 전자기파 형태로 방출되는 현상입니다.용기 안쪽 표면을 반사하는 재료로 처리하거나, 복사 차폐막을 사용하여 복사를 방지합니다.반사하는 표면은 열에너지를 다시 용기 안쪽으로 반사합니다.복사 차폐막은 열에너지를 흡수하고 방출하지 않습니다.이 외에도 보온용기의 성능을 향상시키는 다양한 요소들이 있습니다.뚜껑: 뚜껑은 열 손실을 막는 중요한 역할을 합니다. 뚜껑이 밀폐되어 있고 단열 성능이 좋을수록 보온 효과가 높아집니다.모양: 용기의 모양도 열 손실에 영향을 미칩니다. 구형 용기는 표면적 대비 부피가 가장 작아 열 손실이 가장 적습니다.크기: 용기의 크기가 클수록 열 손실이 커집니다. 필요한 만큼의 크기의 용기를 사용하는 것이 좋습니다.보온용기를 사용할 때 주의해야 할 사항이예요.용기를 뜨거운 물로 데우거나 냉동실에 넣지 마십시오.용기를 떨어뜨리거나 충격을 주지 마십시오.용기를 사용하지 않을 때는 뚜껑을 닫아 보관하십시오.보온용기는 음식이나 음료의 온도를 유지하는 데 유용한 도구입니다. 보온용기를 올바르게 사용하면 음식을 맛있게 즐기고 에너지를 절약할 수 있습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
Q. 사진이 필름에 기록되는 과학적인 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.사진 필름은빛에 민감한 화학 물질로 코팅된 얇은 플라스틱 시트입니다. 사진을 촬영할 때 빛이 필름에 닿으면 다음과 같은 과정을 거쳐 사진이 기록됩니다.빛은 필름에 코팅된 할로겐화 은 입자에 닿습니다.할로겐화 은 입자는 빛에 민감하며, 빛이 닿으면 은 원자가 생성됩니다.은 원자는 전자를 잃고 양이온이 됩니다.은 양이온은 주변의 할로겐 이온과 결합하여 은 할로겐화물 결정을 형성합니다.이 은 할로겐화물 결정은 빛에 노출된 부분에만 형성되고, 노출되지 않은 부분은 투명하게 유지됩니다.이렇게 빛에 노출된 부분과 그렇지 않은 부분의 차이에 따라 잠상 이미지가 형성됩니다.잠상 이미지를 영구적인 이미지로 변환하기 위해 현상 과정을 거칩니다.현상 과정은 다음 두 단계로 이루어집니다.현상: 현상 용액에 필름을 담그면 노출되지 않은 부분의 할로겐화 은 입자가 용해됩니다.고정: 고정 용액에 필름을 담그면 현상 과정에서 남아있는 은 할로겐화물 결정을 안정시켜 빛에 민감하지 않도록 합니다.현상 과정을 거친 후에는 빛에 노출된 부분만 어두운 색으로 남고, 노출되지 않은 부분은 투명하게 유지됩니다.이렇게 빛과 그림자의 차이에 따라 이미지가 기록됩니다.흑백 필름: 빛에 민감한 할로겐화 은 입자만 포함합니다.컬러 필름: 빛에 민감한 다양한 색상의 할로겐화 은 입자를 포함합니다.디지털 사진은 필름 대신 이미지 센서를 사용하여 빛을 감지합니다.이미지 센서는 빛을 전기 신호로 변환하고, 이 신호는 디지털 이미지 파일로 저장됩니다.디지털 사진은 필름 사진보다 더 높은 해상도, 더 많은 색상, 더 쉬운 편집 등의 장점이 있습니다.사진 필름은 감도, 해상도, 그레인 등의 특성을 가지고 있습니다.사진 촬영 시에는 필름의 특성을 고려하여 적절한 설정을 사용해야 합니다.필름 사진은 디지털 사진과는 다른 색감과 질감을 가지고 있으며, 특별한 매력을 가지고 있습니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다
지구과학·천문우주
Q. 맨 땅에서 수증기로 물을 만들수가 있나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.맨땅에서 수증기를 이용하여 물을 만들 수 있습니다. 몇 가지 방법을 소개해 드리겠습니다.태양 증류는 태양 에너지를 이용하여 수증기를 물로 변환하는 방법입니다.맨땅에 구덩이를 파고, 그 안에 플라스틱 시트나 천을 깔아 그릇을 올려놓습니다.구덩이 위에 투명한 플라스틱 시트를 덮고, 시트 중앙에 돌멩이를 올려 텐트 모양으로 만듭니다.태양 에너지가 땅을 데워 수증기를 발생시키고, 수증기는 플라스틱 시트에 응결되어 물방울이 됩니다.물방울은 그릇에 모여 물을 얻을 수 있습니다.식물 증발은 식물의 증산 작용을 이용하여 수증기를 물로 변환하는 방법입니다.맨땅에 식물을 심고, 식물이 자라는 동안 물을 충분히 공급합니다.식물은 잎을 통해 수증기를 방출하고, 이 수증기는 주변 공기에서 응결되어 물방울이 됩니다.물방울은 그릇이나 용기에 모아 물을 얻을 수 있습니다.밤에는 기온이 낮아지므로, 맨땅에 깔린 천이나 플라스틱 시트에 수증기가 응결되어 물방울이 생길 수 있습니다.이 물방울을 모아 물을 얻을 수 있습니다.안개가 많은 지역에서는 안개 수집기를 이용하여 수증기를 물로 변환할 수 있습니다.안개 수집기는 안개에 포함된 물방울을 가로채 모아 물을 얻는 장치입니다.맨땅에서 수증기를 이용하여 물을 만드는 방법은 여러 가지가 있지만, 효율은 크지 않습니다. 이 방법들은 생존 상황에서 극단적으로 물이 부족할 때 사용할 수 있습니다.맨땅에서 물을 얻는 다른 방법으로는 우물을 파거나, 강이나 호수에서 물을 찾는 방법이 있습니다.물을 찾는 방법은 지역 환경에 따라 다릅니다.생존 상황에서는 물을 보호하는 것이 중요합니다. 물을 오염시키지 않도록 주의해야 합니다.답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다