안녕하세요 원형석 전문가입니다. 최선을 다해 답변드리니
Q. 전기에서 다루는 인덕턴스가 무엇인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.코일에 시간에 따라 변하는 전류를 흘려주면 코일을 통과하는 자기장이 시간에 따라 변화하고,이로 인해 전자기 유도 현상에 의한 유도 기전력이 발생합니다.그리고 이때 전류의 변화율과 이로 인해 발생한 기전력의 크기 사이의 비율을 인덕턴스라고 합니다.즉, V = L*(di/dt) [V] 식에서 L이 인덕턴스가 되는 것이고 단위는 [H] 입니다.반면에 컨덕턴스는 인덕턴스와는 전혀 관계가 없는 용어로, 단순히 저항의 역수를 의미합니다.즉, 컨덕턴스는 G = 1/R 이 되며 단위는 ohm을 거꾸로 읽은 [mho]를 사용합니다..
Q. 남극이 북극보다 더 추운 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.북극과 남극의 지형적인 특성이 기온 차이가 나는 매커니즘을 살펴보겠습니다. 흔히, 북극은 대륙으로 둘러싸인 대양이고 남극은 대양으로 둘러싸인 대륙이라고 말합니다. 남극은 대륙이라는 말을 사용하는데 북극은 대륙이라는 말을 쓰지 않습니다. 북극은 대부분 바다로 이루어져 있습니다. 북극은 땅이 있는 것이 아니라 북극해 주변의 바다가 얼어서 거대한 얼음덩어리가 떠 있는 것입니다. 그래서 북극이 줄어든다는 이야기는 이 바다에 떠 있는 거대한 얼음이 녹아 면적이 줄어들고 있다는 이야기입니다. 반면에 남극은 땅이 있고 그 위를 빙하가 덮은 상태로 이해하시면 될 것 같습니다.이런 지형적인 차이는 남극을 더 추운 곳으로 만듭니다. 남극은 하나의 대륙으로 이뤄져 있어 열을 쉽게 방출하는 데다 빙하로 뒤덮여 있어 태양열을 90% 가까이 반사 시킵니다. 또한 남극의 겨울에는 강한 바람이 자주 발생하여 주변으로부터 흘러들어오는 열을 막아버리는 것이 기온을 낮추는데 일조를 하고 있습니다.북극은 남극과 달리 대부분 바다(물)로 이뤄져 있기 때문에 상대적으로 열을 오래 잡아 둘 수 있습니다. 물이 육지보다 열용량이 크기 때문에 바다는 온도가 쉽게 변하지 않습니다. 학교 교육과정에서는 이런 물과 육지의 물질 특성 차이로 해양풍, 대륙풍이 발생한다고 가르칩니다. 바다가 육지보다 좀 더 서서히 식는다는 것이죠. 남극 육지에서보다 북극 바다에서 열이 쉽게 빠져나가지 못하기 때문에 북극이 좀 더 따뜻합니다. 게다가 북극 아래쪽 대서양에서 북극해로 흘러들어오는 난류도 북극의 기온을 어느정도 유지시켜주는데 기여를 합니다.결론적으로 남극과 북극이 같은 일사량을 받는다 할지라도 남극과 북극의 지형적인 차이로 인해 북극이 남극보다 좀 더 높은 열용량을 가지고 있어서(열 보관을 더 잘해서) 남극이 상대적으로 더 추운 지역이 된 것입니다. 북극곰보다 남극 펭귄이 더 혹독한 환경에서 살고 있었네요.
Q. 별은 어떻게 생겼고, 어떤 과정을 거쳐 형성되었나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.우주에는 별이 얼마나 있을까?태양계에는 약 5,000개의 소행성과 200만 개의 혜성, 그리고 헤아릴 수 없이 많은 운석 등이 있습니다. 그리고 태양계와 같은 것들이 여럿 모인 것을 은하계라고 하는데 은하계에는 약 2,000억 개의 항성이 있으며 우주에는 은하계와 같은 별의 무리가 약 1,000억 개쯤 있다고 합니다 별이 빛나는 이유는?지구에서 보이는 별들은 반짝거리며 빛나는데 이것은 지구 대기의 밀도가 고르지 못하기 때문입니다. 즉, 먼 별에서 날아온 빛이 하늘의 수분 등에 부딪쳐 이리저리 조금씩 휘어지면서 우리의 눈에는 반짝거려 보이는 것입니다. 지구 밖으로 나가서 별들을 바라본다면 모든 별은 전혀 반짝거리지 않고 하나의 밝은 점으로 보일 것입니다. 항성, 행성의 개념우리가 사는 지구는 태양계에 속해 있습니다. 태양과 같이 스스로 빛을 내면서 여러 별을 거느린 천체를 '항성'이라 하고 지구를 비롯해 태양 둘레를 도는 수성, 금성, 화성, 목성 등을 '행성'이라고 합니다. 별에도 등급이 있다보통 빛의 밝기는 촉광을 단위로 나타내지만 별의 밝기는 등급으로 표시합니다. 기원전 150년 무렵 그리스의 히파르코스는 가장 밝은 20여 개의 항성을 1 등성, 가장 어두운 별을 6 등성으로 하여 나누었으며 오늘날에는 천구의 북극 근처에 있는 몇 개의 별을 기준으로 삼아서 다른 별들의 밝기를 비교하고 계산했습니다. 광속, 광년의 개념우주는 빛이 날아가는 것과 비슷한 속도로 계속해서 넓어지고 있습니다. 빛이 날아가는 속도를 광속이라고 하는데 우주에서 빛이 날아가는 속도는 1초에 약 30만 km나 됩니다. 그리고 빛이 1년 동안 지나가는 거리를 1광년이라고 합니다. 아주 먼 별 사이의 거리는 너무나 엄청난 것이어서 광년으로 계산합니다. 천체의 의미'천체' 란 우주를 이루고 있는 태양, 행성, 위성, 달, 혜성, 소행성, 항성, 성단, 성운, 운석, 행성간 물질, 항성 간 물질, 우주 먼지 등을 통틀어 일컫는 말입니다. 인공위성이나 인공 행성 등은 인공 천체로 부릅니다. 성간 물질이란?우주의 별과 별 사이 캄캄한 공간에 있는 여러 가지 물질들을 일컫는 말입니다. 주로 성간 가스와 성간 티끌로 되어 있으며 이 두 가지는 서로 잘 섞여 있습니다. 이러한 성간 물질들로 인해 새로운 별들이 만들어지기도 합니다. 가스 성운이란?주로 빛을 내는 기체로 이루어진 은하계 내의 성운을 통틀어 말하며 오리온 성운이나 거문고자리의 고리 성운 등이 이에 속합니다. 이렇게 별이 만들어지는 과정과 별에 대한 여러가지 상식에 대하여 알아보았는데요. 다음에는 좀 더 유익한 내용으로 포스팅해보도록 하겠습니다.
Q. 우주의 구조와 형태는 어떤 형태로 구성되어 있나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.1.우주의 구조 우리 우주는 크게 시간과 공간, 물질과 에너지로 구성되어 있습니다 공간은 위아래,앞뒤,좌우로 이동할 수 있는 3차원.시간은 오직 미래로만 흐르는 1차원으로 이루어져 있습니다그래서 현대물리학에서 우리의 우주는 '4차원의 시공간' 으로 정의내려집니다 물질이란 밤하늘의 별,지구와 같은 행성,우주를 떠도는 수많은 원자,우리 몸을 이루는 원소들 등등 질량을 가지고 있는 모든 것들을 의미합니다 에너지는 질량을 지니지 않지만 어떤 작용을 할 수 있는 '힘' 을 가진 것을 뜻합니다빛에너지, 열에너지, 암흑에너지 등등 우리의 우주는 보이지 않는 에너지로 가득 차 있지요 2.우주의 구성원 우리의 우주 공간을 채우고 있는 대표적인 구성원은은하,항성,행성,블랙홀이 있습니다 은하별(항성)들이 1000억개 이상 모여있는 집단입니다별들이 서로의 중력에 이끌려 우주 공간에서 모이게 된 것이죠우리 태양계가 속한 은하(은하수)의 경우 약 2천억개의 별이 있습니다지름은 약 10만 광년이지요전 우주에 은하는 최소한 수천억개라고 추측되고 있습니다 항성별이라고도 부릅니다 스스로 빛을 내는 천체로서우리 태양계에서 항성은 바로 태양입니다우주의 먼지와 가스들이 서로의 인력에 이끌려 뭉치게 되고중심부의 온도가 1천만도씨 이상이 되면 핵융합반응을 통하여 빛과 열을 낼 수 있습니다이렇게 핵융합반응을 통해 빛과 열을 내는 천체를 항성이라고 부릅니다항성의 수명은 보통 질량이 작은 것은 수조년, 태양만한 것은 100억년, 그보다 큰 것들은 수천~수백만년입니다각각의 은하에 항성들은 약 수천억개가 있습니다 행성항성의 주위를 도는 천체입니다 바로 지구와 같은 천체이죠항성과 달리 스스로 빛을 낼 수 없으며 크기도 항성이 비해 매우 작습니다태양계의 경우 행성은 모두 8개가 있습니다 블랙홀태양보다 30배 이상의 질량을 지닌 항성이 죽은 뒤 생기는 한없이 작은 천체입니다중력이 너무 커서 빛조차 탈출할 수 없는 특성을 지녀 블랙홀이라 불리웁니다전 우주에 약 3억개의 블랙홀이 있다고 추정되며모든 은하의 중심부엔 거대 블랙홀이 있습니다 3.우주의 역사 우주는 지금으로부터 약 137억년 전 하나의 작은 점이 급속도로 팽창하여오늘에 이르게 되었습니다초기 우주는 초고온,초고밀도의 상태였으며 급속하게 팽창함에 따라 그 온도가서서히 식어 지금은 약 영하 267도까지 식게 되었습니다탄생 후 38만년 후에 원자가 생기게 되었으며 10억년이 지난 후 은하가 탄생하였습니다오늘날에도 우주는 팽창을 계속하고 있으며 그 속도는 점점 더 빨라지고 있습니다
Q. 화학 반응식에서 밸런스를 맞추는 방법은 무엇인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다. 가역 반응을 나타내는 화살표의 좌우에 있는 각 원자들의 수가 서로 일치되도록 조정합니다. 각 반응물과 생성물 앞에 밑 줄이 그여져 있는데, 이는 화학식에 있는 모든 원자를 곱하게 되는 수인 균형 계수를 적을 수 있습니다. 균형계수를 적을 땐, 가장 복잡한 화합물을 가장 먼저 적어야 이후 반응물의 균형계수를 구하기가 쉽습니다. 앞선 화학반응식에서 생성물인 산화마그네슘(MgO)이 가장 복잡한 화합물이므로, 그 화합물 앞 빈칸에 균형 계수 1을 기입합니다. 가장 오른쪽에 있는 생성물인 산화마그네슘(MgO)에 있는 마그네슘(Mg) 원자와 균형을 맞추기 위해 왼쪽에 있는 반응물인 마그네슘 앞에 균형 계수 1을 기입합니다. 반응물에 있는 산소 원자는 생성물에 있는 산소 원자 1개와 균형을 맞추어야 하므로 O2분자 1/2개는 산소 원자 1개가 됩니다. 2) 계수 조정하기 앞에서 도식한 각 원소들의 계수를 가장 작은 정수로 변환하는 '계수 조정'을 해야 합니다.앞에서 산화마그네슘의 화학반응식에서 반응물인 산소 분자의 경우, 반개로 존재할 수 없으므로 가장 작은 정수인 1로 계수를 조정하면 되므로 반응식을 2배로 조정하면 됩니다. 이제 계수 조정까지 완료되었으므로, 생성물과 반응물관 화학반응식의 균형이 맞춰졌습니다. 하지만 산소 분자에 기재된 계수 1은 물질이 이미 존재한다는 것을 뜻하므로, 최종 반응식에서는 계수 1을 삭제해야 합니다. 3) 물질의 상태 표시하기 최종 화학반응식에서는 각 생성물과 반응물의 물리적 상태를 표시하게 되는데요. 기체, 액체, 고체, 수용액 상태로 구분되어 표시되는 물질의 물리적 상태 표시는 각 상태별로 약어가 아래와 같이 정해져 있습니다. 예시로 만든 화학반응식인 산화마그네슘의 경우, 마그네슘은 고체상 태이며, 산소는 기체, 그리고 마지막으로 산화마그네슘은 고체이기 때문에 최종적으로 완료된 마그네슘과 산소와의 반응으로 생성된 산화마그네슘의 화학반응식은 아래와 같습니다. 이렇듯 최종 화학반응식으로 정리된 산화마그네슘의 화학반응식으로부터 2가지의 내용을 정리할 수 있습니다. 1) 마그네슘(Mg)원자 2개와 산소분자(O2) 1개가 산화마그네슘(MgO) 화학식 단위 2개를 만든다2) 2 mol의 마그네슘(Mg)와 1mol의 산소 분자(O2)가 반응하면 2mol의 산화마그네슘(MgO)을 만든다