안녕하세요 설효훈 전문가입니다.
화학
Q. 수력발전소에서 매탄가스가 발생하는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다.수력 발전은 가장 오래된 형태의 재생에너지로 꼽힌다. 그런데 물이 터빈을 통과해 전기를 생산하는 과정에서 약 10억 톤의 메탄이 대기로 배출된다. 대기 방출 후 20년을 비교했을 때 메탄의 온실가스 효과는 이산화탄소보다 80배 이상 강력하다.수력 발전에서 메탄이 배출되는 이유는 물이 터빈을 지날 때 엄청난 양의 용존 온실가스도 함께 통과하기 때문이다.이산화탄소가 압력을 받으면 탄산수에 녹는 것처럼, 메탄도 특정 조건에서 저장된 물에 녹아든다.병에 든 탄산수를 떠올려 보자. 병을 열기 전까지는 내부의 기포가 보이지 않는다. 이산화탄소가 액체에 녹아 있기 때문이다.그런데 뚜껑을 열면, 압력이 풀리고 이산화탄소 기포가 톡톡 소리를 내면서 올라온다.그리고 탄산수병을 흔들었다가 뚜껑을 따면 내부에서 “기체로 변한” 탄산이 폭발하듯 쏟아져 나온다.저장된 물을 휘저었을 때 그 안에 녹아 있던 메탄에 일어나는 일도 이와 비슷하다.출처 : BBC 뉴스코리아 - 잘 알려지지 않은 메탄 배출원, 수력발전
물리
Q. 어떻게 하면 열에너지가 운동에너지로 바뀌게 되나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 온도가 올라가면 기체의 분자의 운동에너지가 증가하면서 부피가 커지게 됩니다. 그럼 압력이 높아집니다. 이런 원리러 자동차가 움직이는 것입니다. 온도에 의한 열에너지ㅏ 운동에너리지로 뱐하는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주공간에서는 일반 볼펜을 쓰지 않나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 우주 펜(혹은 우주 볼펜, Space pen)은 폴 피셔(Paul C. Fisher)가 발명하였고, 미국 피셔 사에서 판매하였다. 무중력 펜이라고도 한다. 이 펜에는 3.4 bar 정도의 질소로 가압된 잉크카트리지가 장착되어 있으며, 무중력 상태에서는 물론 위쪽으로도 쓸 수 있고, 어떠한 각도에서도 잉크가 공급된다. 물속은 물론 극한 온도환경(섭씨 -35 ~ +120 도)에서도 동작하고 젖은 종이에도 쓰인다. 잠수함과 같이 우주선은 폐쇄된 환경이기 때문에, 엄격한 오염 조건을 요구한다. 중력이 부족해 물체들을 떠다니게 만들기 때문에, 소량의 나무, 흑연, 혹은 잉크 조차도 위험요소가 될 수 있다. 유인 우주선의 경우, 이러한 조건이 훨씬 중요하게 작용한다. 전도성 물질들은 초기 유인 우주선에서 사용되던 전산 스위치들과 같은 전자기계에 위협이 된다. 비전도성 입자들은 스위치 접촉을 방해한다. 떠다니는 입자들은 눈에 들어가거나 흡입할 위험이 있고, 이에 폴 피셔는 연필이 "우주에서 사용하기에 너무 위험하다"고 하였다.출처 : 위키백과 - 우주펜
기계공학
Q. cm가 먼저인가요? m가 먼저인가요??
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 미터(m)라는 단어는 ‘그리스어: μετρον’으로부터 유래하였으며, ‘단위’를 뜻하는 ‘프랑스어: mètre’가 그 기원이다.1790년, 프랑스 정부에서 전 세계적인 단위의 표준을 정할 필요성을 느끼고 미터법을 제정할 당시, 거리의 기준을 지구로 삼았다. 이에 따라 지구 적도에서 북극점까지의 거리를 정확하게 10,000km, 이 거리의 4배인 지구 전체 자오선 길이인 40,000km를 기준으로 하는 미터법이 제정되었다. 참고로 전체 자오선 길이가 아닌, 적도에서 북극점까지 거리인 10,000km를 십진법상의 표준이 된 이유는 당시의 기술 수준으로 남반구 지역에 관측소를 설치하는 것에 많은 어려움이 있었기 때문이다.결국 지리적으로 1m는 적도에서 극점까지 거리의 1000만분의 1을 기준으로 하게 되었다. 1797년 처음 영어에서의 활용이 보고되었다.초기의 1m의 표준 원기는 금속 물질로 제작했으나, 금속의 특성상 온도와 습기 등의 환경에 따른 미세한 변화가 존재하기 때문에 미터를 정의하는 방법은 시간이 흐르면서 바뀌었다.출처 : 위키백과 - 미터
화학
Q. 고압 송전탑은 인간에게 어느정도 거리까지 영향이 있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다.(1) 일반평지관리지역, 자연환경 보전지역내의 평지를 말하며 일반평지 개발 시 가장 기술이 있는 중장비 중굴삭기의 지상 작업반경인 12.2m에 전기설비기술 기준상 가공전선과 다른 기술과의 이격거리를 가산 한 값76만 5000볼트의 경우 이보다 28m 이상으로 설계(2) 철도 및 전철철도 및 전철용 가공선로의 표준장주 중 최고점12m에 가공전선로간 이격거리를 가산 한 가치76만 5000볼트의 경우 이보다 28m 이상으로 설계(3) 뽀뽀하고국도 스킵국도의 신뢰점 용인은 대관 인바운드 조건에서 노면으로부터 15m를 기준으로 한다.76만 5000볼트의 경우 28m 이상으로 설계② 일반국도 및 일반 도로국도 및 특별시도, 광역시도, 지방도, 시도, 군도, 구도를 두려워하는 수전선로의 표면고는 배전선로(가공지선지지대 취부16m전주 기준) 높이 14.8m에 절단전선로간 이격거리를 가산한 값. , 그 외톨이는 개발전망을 고려 일반평지 또는 안심하고 단에 준함(4) 수목지역자연보호 및 환경보전을 알리지 않고 산복지역의 수목은 벌채를 기본으로 수전선로의 세계고무를 결정한다. 수목지역의 수전선로 바닥고는 숙련자 35년을 기준으로 수종별(리기다 맘, 아무것도송, 기타 수목) 평균지위지수(平均地位指數)에 의한 수고에 가공전선로와1) 지식경제부 고시 제2009-35호식물 사이의 이격거리를 가산한 값으로 한다., 765kV 수전선로의 수고는 수종별 마디지수를 측정(실지위지수)하여 마디지수분류 개체에 의해 가까이 수고로 있습니다.(5) 농경지농림지역 중농업을 위해 보전할 필요가 있는 농업진흥지역에 적용하며 영농의 기계화 및 시설영농을 이용하여 라이온하우스용 작업높이10m(파이프길이 8m+작업높이 2m)에 전기농업기술기준상 가공전선과 건조물과의 이격거리를 가산한 값76만 5000볼트의 경우 (작업높이 10m+ 이격거리보다 높음) 28m 이상으로 설계(6) 택지예정지구 및 소수지역도시지역내의 도시계획구역, 소수지개발예정지구, 국가단 및 지방지방지역에 적용하며 건조하는 반대화에 비교하여 5층 기준 20m를 기준점으로 하여 건조물과 이격을 거리 가산한 값76만 5000볼트의 경우 실제로는 전체적으로 송전선을 설치하지 않음(한국전력공사 내부 규정)(7) 가공전선로 및 타공작물과의 이격거리① 66kV T/L과 66kV 이하 전선로 및 타공작물과의 이격거리 : 3m② 154kV T/L과 66kV 이하 전선로 및 타공작물과의 이격거리 : 4m③ 154kV T/L과 154kV T/L 이하의 이격거리 : 4m④ 345kV T/L과 66kV 이하 전선로 및 타공작물과의 이격거리 : 6.5m⑤ 345kV T/L과 154kV T/L과의 이격 거리 : 6.5m⑥ 345kV T/L과 345kV T/L과의 이격거리 : 8.5m(8) 가공약력전선을가공전선로가 가공약력전선을 허용할 경우에는 가공약전선과의 이격거리에 별도의 가산 가치를 적용하여 보호망 설치에 적합한 전기 설비 기술 기반의 내부 거리를 확보합니다.(9) 특수 지역을 예외로해협, 강, 비행 구역 등 특수 지역을 제한할 경우에는 관련법 및 관련 기관 제한 조건에 의해 표면고를 우선적으로 적용합니다.(10) 상기 기준이 복합적으로 적용되는 위치에서는 상기 기준 중 가장 높은 값을 적용한다.사용 능력의 구분 지표상의 높이 (전기설치기술 기반의 개념 기반 제110조, 특고압력전선의 높이, 비시가지)35 kV 이하: 5 m (철도 또는 불편한 것을 견디는 경우에는 6.5 m, 견딜 수 있다는 것을 의미합니다) 하는 경우에는 6m, 감당보도교의 대단한 능력을 갖춘 경우로서 전선이 특고압절연 전선 또는 케이블인 경우에는 4m)35kV 초과 160kV 이하: 6m(철도 또는 귀찮을 경우에는 6.5m,지 (산지) 등에서 사람이 쉽게 들어갈 수 없는 장소에 시설을 갖춘 경우에는 5m, 수용보도교의 뛰어난 기술을 하는 경우 전선이 케이블인 및 5m)160kV 초과: 6m(철도 또는 귀찮을 경우에는 6.5m)가 있습니다. m, 산지 등에서 사람이 쉽게 들어갈 수 없는 장소를 시설하는 경우에는 5m)에 160kV를 초과하는 10kV 또는 그 단수마다 12cm를 더 한 기준으로 한다. 송전탑의 전자파가 주장하는 것은 검증된 바가 없습니다. 0~300Hz 의 RF를 사용하는 전자기기가 송전탑, 헤어드라이기, 진공청소기, 세탁기 등이다. 제임스 반해 라디오, TV, 휴대폰 등에서는 3kHz(3000Hz)~300GHz(300000000000Hz) 헤드폰의 헤드폰을 사용합니다. 송전시에는 60Hz를 사용하고 있는 공유기가 공유하는 값이라 멀리 있지도 않고, 내어주기도 에너지도 거의 존재합니다. 또한 전자파 하이브리드가 300Hz 이하로 매우 전자파 범위에서 발생하는 것을 성능저주파 전자계라고 하며, 우리가 사용하는 제품이나 송전선로에서 다양한 것이 여기에 속한다. 손잡이가 있는 전자계는 외계인에도 불구하고, 충격을 손상시킬 수 있는 에너지도 없습니다. 자석의 힘은 멀리 떨어져 있는 것처럼 보이는 거리가 반대인 것처럼 보입니다. 송전탑에서 100m 높이의 냉장고에서 전자계와 비슷한 수준의 수준입니다. 출처 : 나무위키 - 송전탑
생물·생명
Q. 인공지능은 학습을 어떻게 하는 건가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 인공지능의 학습 방법을 알아보기 전에 우선 인공지능이 아닌 방법으로 문제를 해결하는 방법에 대해 간단하게 알아보고 넘어가겠습니다. 인공지능이 아닌 방법으로 어떤 수치적 문제를 풀기 위해서는 직접 문제를 풀기 위한 수식(시스템)을 만들어야 합니다. 이때 수식은 인간이 만든 것이기 때문에 문제를 해결하기 위해 가장 최적화된 식인지 판별하기 힘들고, 주어진 문제만 풀 수 있다는 단점이 있습니다. 그에 비해 인공지능은 어떤 수식도 될 수 있는 초기화된 함수를 스스로 업데이트시켜 문제를 풀기 위한 최적의 함수로 만드는 방법입니다. 학습되지 않은 인공지능에 어떤 입력값을 넣으면 아무 의미 없는 결과가 출력되지만, 그 결과와 원래 우리가 가지고 있는 정답과 비교를 하며 학습시킵니다. 답을 잘 맞히는 경우 잘 맞췄다고, 틀린 경우엔 어떤 답을 선택해야 한다고 말해주는 것입니다. 물론 수학적으로요. 학습 초기엔 소위 답을 찍는 수준이지만 학습을 반복적으로 진행하며 정답률을 높여갑니다.이 정도만 알아도 어디 가서 인공지능이 어떻게 학습하는지에 대해 얘기하기에 충분하지만 한 걸음만 더 나아가 볼까요?수학적이라는 것은 인공지능을 통과한 예측값과 정답과의 에러(손실 값)를 수치화하는 것에서 시작합니다. 이 수치를 작게 만드는 것이 정답률을 높이는 것이죠. 그런데 이 수치를 작게 만드는 방법으로 딥러닝 이전에는 여러 수치해석적인 방법을 사용했으나, 딥러닝은 현재 에러에서 미분 값을 보고 에러가 작아질 수 있는 방향으로 함수를 업데이트하는 것입니다. 물론 그 한 방향으로 계속 업데이트한다고 학습이 잘 되는 것은 아니고 반복적으로 미분 값을 보며 에러가 작아질 수 있는 확률이 가장 높은 방향으로 인공지능 모델을 업데이트한다고 보시면 좋을 것 같습니다.이후 잘 학습된 인공지능에 입력값을 넣으면 의미 있는 결과가 나오는 것이죠. 정답일지 아닐지는 모르지만 적어도 이때까지 학습한 데이터를 토대로 무언가 계산했다고 볼 수 있습니다.출처 : Superb AI - 인공지능은 어떻게 학습하고 똑똑해질까?
토목공학
Q. 탄저병이 무엇이고 사과는 왜 탄저병에 취약한것인지 궁금합니다
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 탄저병(炭疽病)은 토양매개 세균인 탄저균(Bacillus anthracis)에 감염되어 발생하는 급성 열성 전염성 감염 질환입니다. 인수공통 전염병입니다. 증상은 탄저균에 노출된 부위에 따라 다를 수 있습니다. 탄저균은 대부분 피부를 통해 침범하며, 드물게 호흡기나 소화관을 통해 침범하기도 합니다. 그래서 생물학적 무기로도 쓰입니다. 2001년에는 9.11 테러 이후에 우편물을 이용한 탄저 테러가 발생하였습니다. 이 과정에서 11명의 흡입 탄저 환자가 발생하여 5명이 사망하였습니다. 탄저병의 원인균인 탄저균은 특정한 조건에서 환경에 매우 저항력 있는 포자를 형성합니다. 이를 통해 오염된 토양이나 다른 물질 속에서 수십 년간 독성을 유지한 채 휴면 상태로 존재할 수 있습니다. 이러한 포자가 인체 내에 들어오면 생육할 수 있는 증식형으로 바뀌어 병을 일으킵니다. 이 병은 주로 오염된 토양과 접촉한 초식 동물에게 나타납니다. 탄저병에 감염된 동물들의 털, 가죽, 뼈, 시체 등을 다루는 사람이 동물을 통해 감염될 수 있습니다.(출처 : 서울아산병원 - 탄저병) 사과 탄저병운 사람 균과 다루게 곰팡이라고 합니다. 사과 탄저병 발생이 많은 원인으로는 장마로 인해 고온다습(습도80%이상, 평균온도 24℃이상)한 날이 많고, 야간에 비가 오고 낮에는 다습한 날이 지속되는 등 탄저병이 발생하기 쉽다고 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 산에 가면 메아리가 생기는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 메아리가 울리는 이유는? 그렇다면 메아리가 울리는 이유는 무엇일까요? 우선 과학적으로 분석해보겠습니다. 조금은 어려운 개념처럼 생각되실 수도 있겠는데요. 이는 소 리가 듣는이에게 직접 전달된 뒤 어떤 물체에 부딪히며 반사되고 듣는 이에게 연속적으로 재전달 되는 현상을 말합니다. 그 원리는 어떻게 보면 매우 간단한데요. 물체에서 소 리가 나고 그 음파가 사방으로 퍼지며 벽에 부딪히게 되고 이 과정에서 반사된 음파가 더 많은 거리를 이동 해 우리에게 오기 때문에 처음부터 곧바로 온 음파보다 더 늦게 들리게 되는 것입니다.출처 : 핫쉐어픽 - 메아리가 울리는 이유?
생물·생명
Q. 사람은 어째서 향기만으로 맛을 느낄까요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 첫번째로는 콧구멍(비강)을 통해서 냄새를 맡을 수 있고 ( 꽃향기와 같은 외부의 냄새를 맡는 경우) 두번째로는 입의 안쪽과 코의 뒷쪽인 인두를 통해 맡을 수 있습니다. (입안 음식물의 냄새를 맡는 경우) 즉 입안으로 음식이 들어가면 냄새 인두에서 코를 이어주 는 통로를 거쳐 냄새를 맡게 되는겁니다. 우리가 이런식으로 맡는 냄새 즉 후각이 음식맛이라고 느 끼는 감각 중 75%를 차지하고 있습니다. 한마디로 미각보다는 후각이 음식맛을 좌우한다고 볼 수 있죠 의심이 드신다면 코를 막고 한번 커피를 먹어보시길 바랍 니다. 별로 느껴지는 게 없으시죠? 쓴맛만 살짝 느껴질 뿐일겁 니다. 입을통해서 코로 올라와 코에서 냄새를 맡게 되는데 우리 는 이걸 혀로 느낀다고 착각하는 것입니다. 이처럼 우리가 생각하는 맛은 미각 보다 후각과 밀접한 관계가 있습니다. 마지막으로 우리가 생각하는 맛에 대해서 정의를 내리자면 맛은 후각 미각뿐만아니라 시각 + 청각 + 촉각에 의해서 좌우되는 종합예술같은 느낌입니다. 시각적으로 멋진 커피숍에서 먹는 커피가 더 맛있고 시끄 러운데서 먹는 음식은 맛이 덜 느껴집니다.출처 : 삼성드림이빈후과 - 맛을 느끼는 후각과 미각의 관계 - 네이버 블로그
화학
Q. 암세포는 어떤 원리로 전이가 되는 거고요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 전이란 암세포가 원발장기를 떠나 다른 장기로 가는 것을 말합니다. 암이 신체의 다른 부분으로 퍼지는 것은 크게 원발암에서 암조직이 성장하여 직접적으로 주위 장기를 침윤하는 것과 멀리 있는 다른 장기로 혈관이나 림프관을 따라 원격전이를 하는 것입니다. 예를 들어 폐암의 경우, 암세포는 원발장기인 폐에서 생긴 것이나 직접적으로 흉막까지 침윤할 수 있으며 혈관과 림프관을 따라 뇌와 간, 뼈 등의 다른 장기로 퍼질 수 있습니다. 암을 진단받을 때, 주위 장기로의 침윤 여부나 원격 전이 여부를 검사받습니다. 또한 암의 치료 중이나 치료 후에 원발 장기에서의 재발이나 원격 장기로의 전이 여부를 정기적으로 검사받게 됩니다. 원격 장기는 폐나 뇌, 뼈로의 전이가 흔하며, 전이가 있으면 원발암의 증상과는 다른 증상이 생기므로 새로운 증상과 징후의 변화를 잘 살펴야 합니다.출처 : 국가암정보센터 - 재발및 전이 암의 전이