안녕하세요 설효훈 전문가입니다.
화학
Q. 스프링쿨러에 동작에 대해 질문드립니다
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 자동화재탐지설비는 화재에 의해 발생되는 열, 연기 또는 화염(불꽃,빛)에 대하여 감지기가 스스로 화재를 인식하고 벨 또는 사이렌 등에 의한 음향장치를 작동하게 하여 초기 소화 및 피난을 가능하게 하는 설비로서 수신기, 중계기, 감지기, 발신기 및 음향장치 등으로 구성되어 있다.(출처 : 서원방재-자동화재탐지설비란?)스프링 쿨러는 화재가 발생하여 폐쇄형 헤드가 그 열로 인해 스스로 파손되면 2차측의 물이 방출되며 이때 알람밸브가 개방됨과 동시에 1차측의 가압수가 2차측으로 유입하여 방사되는 원리이다. 이 때문에 감지기나 솔레노이드 밸브(기동 선)가 필요없이 스스로 작동하는 간단한 구조다.(출처 : 나무위키 - 스프링쿨러)자탐설비도 화재 현상을 감지하면 울리는 것이고 스푸링쿨러도 동일합니다. 감지햤을때 작동되지 감지 되지 않으면 작동하지 않습니다. 또한 스프링쿨러가 설치된곳은 자탐기 설치가 면제 되기도 합니다.
전기·전자
Q. 변압기의 원리에 대해서 궁금합니다
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 변압기의 작동 원리는 ‘전자기 유도’라는 물리적 현상을 기반으로 합니다. 이는 변하는 자기장 내에 전선 루프가 위치할 때, 전선 내에 전압이 유도되는 현상을 말합니다. 따라서 주 코일에 전류가 흐를 때 발생하는 변하는 자기장이 보조 코일을 통과하면서 보조 코일에 전압을 유도하게 됩니다. 변압기는 그 사용 목적과 작동 방식에 따라 여러 종류로 분류될 수 있습니다. 대표적으로 스텝-업 변압기와 스텝-다운 변압기가 있습니다. 스텝-업 변압기는 주 코일의 전압을 높여 보조 코일에서 더 높은 전압을 얻는데 사용되며, 스텝-다운 변압기는 반대로 주 코일의 전압을 낮추는 데 사용됩니다.출처 : 변압기는 어떻게 작동합니까? - Electricity - Magnetism
전기·전자
Q. 호치키스라고도 하는 스테이플러의 과학적 원리가 뭔가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 2장 이상의 종이를 끼우고 윗 부분을 누르면 된다. 그러면 해머 부분에 들어있던 철심이 종이를 뚫고 나온 다음 아래의 홈에 의해 눌려 구부러져서 고정된다.아래에 있는 홈판은 돌릴 수 있는 종류가 많다. 보통 안쪽으로 굽는 버전을 사용하지만, 회전시키면 바깥 쪽으로 굽어서 고정된다. 안정성이 떨어지지만 빼기 쉬운 장점이 있으므로, 일시적으로 고정할 생각이라면 이쪽을 쓰는 것이 낫다. 하지만 보통 집게나 클립을 사용하기 때문에 잘 쓰이지 않는다.출처 : 나무위키 - 스템플러
생물·생명
Q. 연어와 같이 바다와 강에서 살수 있는 어종의 경우 일반 물고기와는 어떤 차이가 있길래 바다와 강을 왔다갔다 할 수 있는 건가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 바닷물고기와 민물고기의 차이에 '과학'이 숨어 있어요. 몸속에 들어 있는 물 즉, 체액을 조절하는 방법이 서로 다르기 때문이거든요.바닷물고기와 민물고기의 차이에 '과학'이 숨어 있어요. 몸속에 들어 있는 물 즉, 체액을 조절하는 방법이 서로 다르기 때문이거든요.민물고기의 체액은 민물보다 농도가 더 짙어요. 쉽게 말해 민물보다 진한 피를 가졌기 때문에 삼투압 현상이 발생해 물이 계속 민물고기의 몸속으로 들어오게 돼요. 이렇게 들어온 물을 민물고기는 배설기관을 통해 내보내고요. 바닷물고기는 이와 반대예요. 바닷물의 농도가 바닷물고기의 체액보다 진해요.소금에 절인 배추를 떠올려 보세요. 배추에 소금을 왕창 뿌려놓으면 배추가 축 늘어지잖아요. 마찬가지로 바닷물고기의 몸에서도 계속 수분이 빠져나가요. 바닷물고기는 부족한 수분을 보충하기 위해 바닷물을 먹고, 장에서 물을 뽑아낸 후 염분을 배설기관으로 내보내는 거예요. 그래서 민물고기의 오줌은 농도가 연하고, 바닷물고기의 오줌은 농도가 진하죠.^^기수어는 이 두 가지 기능을 모두 갖고 있기 때문에 바다면 바다, 강이면 강에서 모두 살 수 있는 거랍니다. 순치는 기수어의 적응 과정을 말하 는데요. 강에 있던 기수어를 바닷물에 넣으면 몸의 수분이 빠져나가 홀쭉해져요. 그러다가 적응을 마치면 몸 상태가 다시 정상으로 돌아와 바다 에서도 살 수 있게 돼요.^^출처 : 수협 - 바다와 민물을 오가며 사는 '기수어'
토목공학
Q. 바다도 얼수가 있나요?? 바다에는 염분이 있기 때문에, 일반적으로 물의 어는점보다 훨씬 낮을텐데...
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 바닷물에는 순수 물 말고도 불순물인 염화나트륨 염화 마그네슘등등이 포함되어 있습니다. 그러다 보니깐 어는점이 순수 물보다 낮은데요. 그런데 외부 온도가 이런 어는점보다 낮으면 결국 얼게 되는 것입니다. 바다라고 얼지않는 것이 아니라 더 낮은 온도에서 얼게 되는 것입니다.
생물·생명
Q. 바이오리듬은 과학적인 근거가 있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 유래는 1906년 독일의 의사 빌헬름 플리스가 환자의 병력기록카드를 조사하다가 여러 증세들이 규칙적인 주기로 나타난다고 생각하고 조사한 결과 남자와 여자는 각각 P인자와 S인자에 의해 신체활동이 결정되며, P인자는 23일 S인자는 28일 주기로 높아졌다 낮아졌다를 반복한다는 것이다. 그후에는 지성 지수(I)라는게 또 발견되어서 이것은 33일 주기로 높아졌다 낮아진다. 당연하지만 객관적인 근거가 없다. 조금만 생각해도 깨달을 수 있는 사실인데, 그럼 같은 날에 태어난 사람은 바이오리듬이 다 똑같은가? 분명 같은날 태어난 사람이라도 그날그날 컨디션도 다르고 기분도 다를 텐데 이걸 바이오리듬이라는 단 한가지로 뭉뚱그려서 정리하기에는 큰 문제가 따른다. 실제 리듬에 영향을 주는 변수들을 고려하지 않았기 때문에 같은 날 태어난 사람들의 바이오리듬이 다 똑같이 나올 수밖에...아니, 그보다 리듬이 정말로 존재하기는 하는가? 거기다가 입증자료라면서 보여주는 것도 과학적인 근거라기보다는 '일화'적인 요소가 강하고, 심지어는 바이오리듬 분석에는 숫자와 관련된 신비주의까지 나오는 등 아무리 봐도 제대로 된 과학은 아니다. 28일의 감성주기를 생리주기와 유사하다는 이유로 써먹을 수 있을 것처럼 말하기도 하는데 생리주기는 사람마다 다르며 규칙적이기만 하면 정상이다. 주기가 35일인 사람에게 쓸모가 있을까? 같은 날 태어났다고 생리주기가 같지도 않다.출처 : 나무위키 - 바이오리듬
토목공학
Q. 지하철에 쓰인 퍼지이론이 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 불분명한 기준은 수학적으로 정의하기가 어렵기 때문이다. 이런 현실 세계의 매우 애매한 기준을 수학적으로 접근하려고 시도하는 이론이 바로 ‘퍼지 이론’이다. 퍼지(fuzzy)’라는 단어는 ‘애매한’ 혹은 ‘불분명한’이라는 뜻을 갖고 있다. 대놓고 애매모호한 이론이라는 것이다. (삼성뉴스룸- 애매한 상황을 수학적으로 판단한다! 일상 속에 숨은 '퍼지 이론') 지하철에는 자동으로 정지하는 시스템이 있다. 이 때 정지 명령을 내리는 시스템이 '예' 또는 '아니오'의 방법으로 사고한다면 출발할 때 갑자기 속도가 빨라지거나, 멈출 때 속도가 급격히 줄어들게 된다. 하지만 퍼지이론이 적용되면 설정된 값의 범위가 유연하게 인식되므로 속도가 늘어나고 줄어드는 단계를 여러 단계로 나눌 수 있다. 따라서 급하게 속도가 늘어나거나 줄어들면서 지하철에 타고 있는 사람들이 관성으로 인해 위험해질 수 있는 상황을 없애고, 보다 편하게 지하철을 탈 수 있도록 시스템을 구축할 수 있는 것이다.(출처 : 와이즈만 영재 - 퍼지이론 적용사례 퍼지이론이 만든 가능성 알아보기)
지구과학·천문우주
Q. 지구의 자전속도는 시속으로 하면 얼마인가요
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 지구의 자전이란 지구가 (북반구에서 남반구를 내려다 보았을때) 자전축을 중심으로 하루에 한번씩 서쪽에서 동쪽으로(시계반대방향으로) 도는 운동을 말한다. 지구가 자전하는 속도는 어마어마하게 빠르다. 적도 부근에서는 약 시속 1,674km/h이다. 환산하면 약 초속 465m/s, 즉 1초에 465m를 간다. 이는 한 1시간에 15.04°씩 회전하는 것과 같다출처 : 나무위키 - 자전
생물·생명
Q. 실험용 쥐는 왜 흰색 쥐만 사용하나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 물론 실험동물로 오로지 쥐만 사용되어 온 것은 아닙니다. 생물학적으로 사람과 유사한 토끼나 원숭이, 돼지 등 다양한 종류의 동물들이 실험에 투입되고 있죠. 그러나 쥐와 같은 설치류는 전체 실험동물의 약 97%를 이루고 있을 정도로, 매우 많은 비율을 차지하고 있는데요. 그렇다면 실험동물로 주로쥐가 사용되는 이유는 무엇일까요? 가장 큰 이유는 바로 인간 유전자와의 유사성입니다. 쥐는 사람과 유전자가 99% 정도 일치합니다. 80%의 유전자는 동일하고, 19%는 매우 닮았는데요. 다시 말해, 약 1%의 유전자만이 완전히 다른 겁니다. 이러한 특징 때문에, 특정 질병에 걸린 사람이 유전적으로 어떤 연관성이 있는지를 확인하기 위해서는쥐를 사용하는 것이 가장 유리한 것이죠.또한, 다산의 상징으로 꼽히는 만큼, 쥐의 번식력은 매우 뛰어납다. 보통 한 번에 5마리에서 10마리 정도, 많게는 15마리의 새끼를 낳고 임신 기간도 3주로 매우 짧다고 해요. 수명이 짧다는 점도 실험동물의 임무를 수행하는 데 도움을 줍니다. 가령 의약품의 구체적인 효과를 검증하기 위해서는 다음 세대에 어떤 영향을 주는지를 확인하는 일이 매우 중요한데요. 쥐는 한 세대가 보통 2~3년 정도밖에 되지 않기 때문에그만큼 원하는 결과도 빠르게 확인할 수 있는 것이죠.출처 : YTN덕후 - 생명과학 발전을 이끈 실험용 '쥐' 이야기그중에서 흰쥐를 사용한것을 실험 목적에 따라서 인데 주로 흰쥐를 사용해서 그렇다고 합니다. 목적에 따라 검은 쥐, 털이 없는 쥐도 사용한다고 합니다.
생물·생명
Q. 꽃들이 수정을 한다는건 어떤 화학적 원리가 숨어 있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 식물의 꽃은 중요한 생식 기관입니다. 꽃을 이루는 암술과 수술은 식물의 수정과 발생에서 중요한 역할을 담당합니다. 수술에서 만들어진 꽃가루는 바람, 곤충 또는 물 등을 이용해 암술머리로 이동합니다. 꽃가루가 암술머리에 붙으면 꽃가루받이가 이루어집니다. 꽃가루받이가 이루어지면 꽃가루관 속의 정자와 밑씨에 들어 있는 1개의 난자가 만나 서로 융합하는데, 이것을 ‘수정’이라고 합니다. 수정이 이루어진 후에는, 꽃가루에서 꽃가루관이 자라기 시작합니다. 암술머리를 뚫고 자라나는 꽃가루관은 밑씨를 향해 이동하고, 그 길을 따라서 두 개의 정핵이 밑씨 쪽으로 이동합니다. 밑씨에 도달한 두 개의 정핵은 각각 다른 세포와 결합합니다. 한 개의 정핵은 난자와 수정하고, 나머지 한 개의 정핵은 2개의 극핵과 수정해 배와 배젖을 이룹니다. 이렇게 한꺼번에 수정이 2번 일어난다고 하여 ‘중복 수정’이라고 하고, 중복 수정은 다른 식물에서는 볼 수 없는 속씨식물의 특징입니다. 이렇게 정자와 난자가 만나 수정하게 되면, 곧바로 세포 분열하여 배를 만들기 시작하는데, 이 과정을 ‘배 발생’이라고 합니다. 배 발생을 하면서 앞으로 양분을 공급하고, 뿌리, 잎, 줄기가 될 여러 가지 기관들이 형성됩니다. 배와 배젖은 씨껍질에 싸여 씨가 되고, 밑씨를 둘러싸고 있던 씨방은 자라서 씨를 둘러싸는 열매가 됩니다. 겉씨식물은 속씨식물과 같이 밑씨 안에 배낭이 만들어지고, 꽃가루 주머니 안에 꽃가루가 만들어집니다. 그러나 겉씨식물의 밑씨는 씨방에 싸여 있지 않고 겉으로 드러나 있기 때문에 수정이 꽃가루가 직접 밑씨에 들어감으로써 이루어집니다. 즉, 정자가 꽃가루관실의 액체 속을 헤엄쳐서 배낭에 도달하여 2개의 난세포와 각각 수정합니다. 그러나 수정란 중에서 발육하여 배가 되는 것은 1개뿐이고 다른 하나는 퇴화하는 과정을 이룹니다. 이처럼 겉씨식물은 속씨식물과 달리 중복 수정을 하지 않습니다.출처 : 식물의 수정과 발생 - 대한민국 교육부