안녕하세요. 김철승 전문가입니다.
전기·전자
Q. 전기주파수 60[HZ]의 장점은 무엇인가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.주파수가 높을수록 전력 손실이 감소합니다. 이는 60Hz가 50Hz보다 전력 손실이 적어 전력 효율성을 높여줍니다. 특히 장거리 송전 시 전력 손실 감소 효과가 더욱 뚜렷하게 나타납니다. 송전 시 발생하는 전력 손실은 다음과 같은 요인에 의해 발생합니다.전선의 저항에 의해 발생하는 손실입니다. 주파수가 높을수록 전선의 저항이 감소하여 전력 손실이 감소합니다.전선 주변의 자기장에 의해 발생하는 손실입니다. 주파수가 높을수록 유도 손실이 감소합니다.전선과 지구 사이의 커패시턴스에 의해 발생하는 손실입니다. 주파수가 높을수록 용량 손실이 증가하지만, 일반적으로 저항 손실과 유도 손실 감소 효과가 더 크므로 전력 손실은 감소합니다.60Hz는 모터의 효율을 향상시킵니다. 모터의 회전 속도는 주파수에 비례하기 때문에 60Hz에서 모터는 50Hz보다 더 빠르게 회전합니다. 이는 동일한 출력을 얻기 위해 60Hz 모터는 50Hz 모터보다 적은 전력을 필요로 한다는 것을 의미합니다. 또한, 60Hz 모터는 50Hz 모터보다 토크가 더 높아 더 강력합니다.60Hz는 형광등과 같은 조명의 밝기를 향상시킵니다. 형광등은 주파수에 따라 밝기가 변하는데, 60Hz에서 형광등은 50Hz보다 더 밝게 빛납니다. 또한, 60Hz는 깜박임 현상을 줄여 눈의 피로를 감소시킵니다.60Hz는 전자 기기의 성능을 향상시킵니다. 대부분의 전자 기기는 60Hz 주파수에 맞춰 설계되어 60Hz에서 더 효율적으로 작동합니다. 특히, 전력 변환 효율이 중요한 스위칭 전원 공급 장치(SMPS)는 60Hz에서 더 높은 효율을 달성합니다.60Hz는 북미, 중남미, 동아시아 등 세계 대부분 국가에서 사용되는 표준 주파수입니다. 이는 국제 교역 및 협력에 유리합니다. 60Hz를 사용하는 국가는 다음과 같습니다.미국, 캐나다, 멕시코대부분의 국가한국, 일본, 중국, 대만대부분의 국가일부 국가일부 국가60Hz는 50Hz보다 변압기 크기가 작고 가벼워 설치 및 유지 관리가 용이합니다.60Hz는 50Hz보다 전력 시스템의 안정성을 향상시킵니다.60Hz 주파수를 사용하는 경우 50Hz 주파수에 맞춰 설계된 기기를 사용할 수 없습니다. 50Hz 기기를 60Hz에서 사용하면 과열, 손상, 성능 저하 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 50Hz 기기를 60Hz에서 사용하려면 변환기를 사용해야 합니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
토목공학
Q. 공중 화장실에 있는 비누는 정말 더럽나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.사람들은 일반적으로 거미를 혐오스럽게 여기고 무서워합니다. 하지만 과학적으로 볼 때, 거미는 대부분 익충으로 분류됩니다.거미는 곤충을 먹이로 삼는 포식자입니다. 대부분의 거미는 독이 있지만, 사람에게 해를 끼치는 종은 매우 드뭅니다. 실제로 거미는 집안에 있는 모기, 바퀴벌레, 파리 같은 해충을 잡아먹는 유익한 존재입니다.일부 사람들은 거미줄이 불쾌하거나 거미가 무섭다고 느낄 수 있습니다. 하지만 거미줄은 단순히 거미의 집일 뿐이며, 거미는 공격적인 동물이 아닙니다.따라서 과학적인 관점에서 볼 때, 거미는 익충으로 분류됩니다.다만, 일부 예외적인 경우도 있습니다.독거미: 극소수의 거미는 사람에게 해를 끼칠 수 있는 독을 가지고 있습니다. 대표적인 예로는 호주에 서식하는 시드니 깔때기거미와 미국에 서식하는 갈색 은둔거미가 있습니다.집안에 너무 많은 거미: 집안에 너무 많은 거미가 서식하면 불쾌감을 느끼거나 알레르기를 유발할 수 있습니다.따라서, 거미를 익충으로 볼지 해충으로 볼지는 상황에 따라 다를 수 있습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
생물·생명
Q. 독사는 자기 자신을 깨물면 어떻게 되나요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.인터넷에서 주로 퍼지는 정보와 달리, 독사는 자기 자신의 독에 대한 내성이 있습니다. 독사는 독을 생산하는 샘과 송독관을 가지고 있지만, 독이 몸 전체에 퍼지는 것을 막는 특별한 조직과 단백질을 가지고 있습니다.독사의 독은 침샘에서 생성되어 송독관을 통해 송곳니 끝으로 전달됩니다. 송독관은 독이 몸 전체로 퍼지는 것을 막는 역할을 하는 막으로 이루어져 있습니다.독사는 자기 자신의 독에 대한 항체를 가지고 있습니다. 이 항체는 독의 독성을 중화시켜 독사가 자기 자신을 깨물었을 때 피해를 막아줍니다.독사의 피부와 근육에는 독이 침투하는 것을 막는 특별한 조직이 있습니다. 이 조직은 독이 몸 전체에 퍼지는 것을 제한하여 독사를 보호합니다.독사가 자기 자신을 깨물 경우, 약간의 통증과 부종이 생길 수 있지만, 일반적으로 치명적이지는 않습니다.독사가 아직 어리거나 건강이 좋지 않은 경우, 자기 자신을 깨물면 심각한 피해를 입거나 사망할 수도 있습니다.독사는 자기 자신의 독에 대한 내성을 가지고 있지만, 모든 상황에서 안전한 것은 아닙니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
물리
Q. 팽이가 똑바로 설 수 있는 이유는..
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.팽이가 똑바로 서서 회전하는 이유는 회전 관성과 무게 중심에 있습니다.팽이를 돌릴 때, 줄을 감아서 팽이에 각운동량을 전달합니다. 각운동량은 물체의 회전 속도와 질량, 회전축과의 거리를 곱한 값으로, 팽이가 회전하기 시작하면 팽이 전체에 각운동량이 생깁니다.뉴턴의 제1법칙에 따르면, 외부 힘이 작용하지 않는 한 물체는 일정한 속도로 운동합니다. 팽이가 회전하기 시작하면 팽이에 작용하는 외부 힘은 바닥과의 마찰력과 공기 저항뿐입니다. 마찰력과 공기 저항은 팽이의 회전을 방해하는 힘이지만, 팽이가 충분히 빠르게 회전하고 있다면 이러한 힘을 극복하고 계속 회전할 수 있습니다.팽이가 똑바로 서서 회전하는 이유는 무게 중심 때문입니다. 팽이의 무게 중심은 팽이 전체 질량이 균일하게 분포된 지점입니다. 팽이가 똑바로 서 있을 때, 무게 중심은 회전축 위에 위치합니다. 이렇게 무게 중심이 회전축 위에 있을 때, 팽이는 회전하면서 흔들리지 않고 안정적으로 회전할 수 있습니다.만약 팽이가 똑바로 서 있지 않고 기울어져 있다면, 무게 중심은 회전축에서 벗어난 위치에 있게 됩니다. 이렇게 무게 중심이 회전축에서 벗어나 있을 때, 팽이는 회전하면서 흔들리고 결국 쓰러지게 됩니다.따라서 팽이가 똑바로 서서 회전하는 이유는 팽이가 회전하면서 발생하는 회전 관성과 팽이의 무게 중심이 회전축 위에 위치하기 때문입니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
화학공학
Q. 약산성 건성, 약알칼리성 지성에게 잘 맞는 이유는?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.피부는 약산성의 보호막으로 외부 자극으로부터 자신을 보호합니다. 건성 피부는 이 보호막이 약해 피부 수분 손실이 많고 자극에 민감한 지성 피부는 과도한 유분 분비로 인해 모공 막힘과 여드름 발생 가능성이 높습니다.약산성 제품은 피부의 pH 균형을 유지하는 데 도움을 줍니다. 건성 피부는 피부 pH가 알칼리성으로 치우치면서 보호막 기능이 약해져 수분 손실이 발생합니다. 약산성 제품은 피부 pH를 약산성으로 되돌려 보호막 기능을 강화하고 수분 손실을 막아 건조함을 완화합니다. 자극이 적어 민감한 건성 피부에도 안전하게 사용할 수 있습니다.약알칼리성 제품은 피부의 과도한 유분과 피지 제거에 효과적입니다. 지성 피부는 피부 pH가 약산성으로 유지되지 못하고 알칼리성으로 치우쳐 과도한 유분 분비가 발생합니다. 약알칼리성 제품은 피부 pH를 알칼리성으로 맞춰 유분 분비를 조절하고 모공 막힘을 예방하며 여드름 발생 가능성을 낮춥니다.피부 타입에 맞는 제품을 선택하는 것이 중요합니다. 건성 피부는 약산성 제품으로 피부 pH 균형을 유지하고 수분 손실을 막아 건조함을 완화하는 것이 좋습니다. 지성 피부는 약알칼리성 제품으로 과도한 유분과 피지를 제거하고 모공 막힘을 예방하며 여드름 발생 가능성을 낮추는 것이 효과적입니다.모든 피부가 동일한 것은 아니므로 자신의 피부 타입과 특성을 고려하여 제품을 선택해야 합니다. 제품 사용 후 피부에 이상 반응이 나타나면 즉시 사용을 중단하고 전문의와 상담해야 합니다.피부 건강 관리를 위해서는 제품 선택뿐만 아니라 생활습관 개선도 중요합니다. 충분한 수분 섭취 균형 잡힌 식단 규칙적인 운동 스트레스 관리 등을 통해 피부 건강을 유지하는 것이 좋습니다.답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.
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.