안녕하세요 정철 전문가입니다.
화학
Q. 최근 국내 자동차 기업들이 신차 출시하게 되면 전기차도...
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.대표적인 배터리 종류들의 특징과 장단점입니다.리튬 이온 배터리 (Lithium-ion battery)휴대성이 뛰어나며 충전이 빠르고, 충전량이 많습니다.비교적 안전하며 오랜 시간 동안 사용할 수 있습니다.그러나 생산 비용이 높으며, 과충전에 따른 화재 위험이 있습니다.니켈-카드뮴 배터리 (Nickel-cadmium battery)낮은 가격과 상대적으로 높은 내구성을 가지고 있습니다.폭발, 화재 등의 위험이 존재합니다.또한, 카드뮴이라는 유해 물질이 포함되어 있어서 환경오염의 위험이 있습니다.니켈-수소 배터리 (Nickel-hydrogen battery)대기오염 없이 사용이 가능하며, 수명이 길고 안전합니다.그러나, 수소를 충전하는 과정에서 많은 전기 에너지가 필요하고, 충전 시간이 오래 걸리는 단점이 있습니다.납-산화물 배터리 (Lead-acid battery)저렴하며 사용이 쉽습니다.그러나, 상대적으로 수명이 짧고 대기 오염 등의 환경문제가 발생할 수 있습니다.리튬-폴리머 배터리 (Lithium-polymer battery)리튬 이온 배터리와 비슷한 특징을 가지고 있지만, 더 얇고 가벼우며 더 유연합니다.그러나, 생산 비용이 비싸며 대량 생산이 어려운 단점이 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 산의 높이는 어떻게 측정할 수 있는지 궁금합니다.
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.가장 일반적인 방법은 전통적인 산측량법을 사용하는 것입니다. 이 방법은 지형의 특성과 기상 조건에 따라 산의 높이를 측정할 수 있는 몇 가지 기술적인 방법을 사용합니다.트라이앵글 산측량법 (Triangulation Method) 이 방법은 산의 꼭대기와 지면 사이의 거리를 계산하는데, 산 꼭대기에 산을 볼 수 있는 위치에서 산의 기준점과 지면에 산을 볼 수 있는 두 개의 점을 찾아 각도를 측정하여 거리를 계산합니다. 이 방법은 산측량에서 가장 일반적인 방법 중 하나이며, GPS와 같은 최신 기술이 개발되기 전까지 가장 많이 사용되었습니다.기압 산측량법 (Barometric Method) 이 방법은 기압의 차이를 이용하여 산의 높이를 계산합니다. 기압은 해수면과 산의 꼭대기 간의 차이로 인해 변화하므로, 이러한 변화를 측정하면 산의 높이를 쉽게 계산할 수 있습니다. 이 방법은 고도를 측정하는 데 가장 일반적인 방법 중 하나이며, 일반적으로 산악 등반을 할 때 사용됩니다.위성 측량법 (Satellite Method) 위성 측량법은 GPS를 이용하여 산의 높이를 측정합니다. GPS 수신기를 이용하여 지표면의 고도를 측정할 수 있으며, 이를 통해 산의 높이를 계산할 수 있습니다. 이 방법은 가장 정확한 산측량법 중 하나이지만, 장비와 인프라가 필요하기 때문에 일반적으로 비용이 많이 드는 방법입니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주 비행사 들은 마시는 물을 가지고 가는 건가요?
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.우주 비행사들은 일반적으로 마시는 물을 우주선에 가지고 가지 않습니다. 대신에, 우주 비행사들이 마시는 물은 우주선 내부에서 재생되거나, 즉석에서 처리하여 만들어집니다.우주선 내부에는 우선 비타민과 미네랄 등이 첨가된 물을 포함한 여러 가지 음료수가 보관되어 있습니다. 하지만, 이러한 음료수는 비교적 많은 공간을 차지하고 있기 때문에, 재생된 물을 이용하는 것이 더욱 효율적입니다.우주선 내부에서는 일반적으로 몇 가지 방법으로 물을 재생합니다. 가장 일반적인 방법은 오염 제거 과정을 거쳐 사용한 물을 처리하여 다시 음용 가능한 수준으로 만드는 것입니다. 이러한 프로세스를 통해 생산된 물은 다시 물을 만드는 기계를 통해 공급되며, 이 기계는 일반적으로 우주선 내부의 공기 중의 수증기를 수집하고, 여러 단계의 필터링 과정을 거쳐 물로 바꾸는데 사용됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 천둥과 번개는 어떻게 생기는 건가요?
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.천둥과 번개는 대기 중에 전기적인 에너지가 방출되면서 생기는 현상입니다.번개는 구름 안에서의 정전기적인 충돌로 인해 생기는데, 구름 내부에서 발생하는 물방울이나 얼음 입자 사이에서 음성과 양성 전하가 분리되면서 전기장이 생깁니다. 이 때, 전기장이 충분히 커지면 공기 중의 분자가 이온화되면서 전기적인 방전이 일어나게 됩니다. 이러한 방전을 번개 또는 전광선이라고 합니다.이때, 방전에 의해 방출되는 열은 주위 공기를 급격하게 팽창시키면서 충격파를 발생시킵니다. 이러한 충격파가 천둥 소리로 들리게 되는 것입니다.천둥 소리는 번개와의 거리에 따라 다르게 들립니다. 번개와 가까울수록 천둥 소리는 크고 강하며, 먼 거리에서는 작고 연하게 들립니다.
화학
Q. 북한의 백두산이 폭팔한다면 우리나라에 어떤 영향을 미칠까요?
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.많은 양의 화산재, 흙, 그리고 먼지 등이 대기 중에 방출될 것입니다. 이러한 화산재와 먼지는 대기 중에서 오랫동안 떠다니면서 태양의 복사선을 차단하게 되어 지구 온난화에 영향을 미칠 수 있습니다. 또한, 대기 중에 방출된 이 화산재와 먼지는 기후 변화를 일으킬 수 있는 다른 요인과 복합적으로 작용할 가능성이 있습니다.폭팔로 인한 대기 중의 화산재와 먼지는 태양의 복사선을 차단하면서 지구 전체의 온도를 낮출 수 있습니다. 이러한 영향으로 지구 온도가 일시적으로 낮아질 수 있지만, 이는 일시적인 것일 뿐 장기적인 영향은 미미할 것으로 예상됩니다.또한, 대기 중의 화산재와 먼지는 구름 생성에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 구름들은 지구의 온도를 낮추는데 기여할 수 있으며, 이는 지구의 기후를 변화시킬 수 있습니다. 구름이 많이 생성될 경우 지구 온도가 낮아지면서 전 세계적으로 기온이 낮아질 수 있습니다.또한, 대기 중의 화산재와 먼지가 지표면으로 낙하하면서 토양 중의 생물에게 영향을 미칠 가능성이 있습니다. 이는 생태계에 영향을 미칠 수 있으며, 이로 인해 생태계가 불안정해질 가능성이 있습니다.이외에도 상상하기도 어려운 피해가 생길듯 합니다.
전기·전자
Q. 무선충전기 고주파는 왜 나는걸까요?
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.무선 충전기는 고주파 전자기파를 사용하여 전기 에너지를 전달합니다. 이 전자기파는 전기 에너지를 전달하기 위해 무선 충전기의 송신 코일에서 생성되며, 수신 코일을 통해 수신 측의 충전 장치로 전송됩니다.무선충전기의 충전방식이라 해결이 어려울것 같습니다.
전기·전자
Q. 수소에너지는 어떻게 전기에너지로 변환할 수 있나요?
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.수소에너지를 전기에너지로 변환하는 가장 일반적인 방법은 수소 연료전지를 사용하는 것입니다. 수소 연료전지는 수소와 산소를 전기화학적 반응으로 반응시켜 전기를 생성하는 장치입니다. 이 과정에서 생성된 전기는 전기적인 작업을 수행할 수 있는 디바이스에 사용될 수 있습니다.일반적으로 수소 연료전지 시스템은 다음과 같은 구성 요소로 이루어져 있습니다.수소 공급 시스템: 수소 저장 탱크나 파이프를 통해 수소를 공급합니다.공기 공급 시스템: 공기를 공급하여 산소를 제공합니다.연료전지 스택: 수소와 산소가 반응하여 전기를 생성하는 장치입니다.전기 변환 시스템: 전기를 DC 전압으로 변환합니다.전기 저장 장치: 전기를 저장합니다.제어 및 모니터링 시스템: 시스템의 작동을 제어하고 모니터링합니다.이러한 구성 요소를 사용하여 수소 연료전지 시스템은 수소 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있습니다.
화학
Q. 탄산음료에 아이스크림을 넣으면 폭발하는 원리?
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.탄산음료에 아이스크림을 넣을 때 폭발하는 것은 일반적으로 탄산과 우유 단백질이 반응하여 생기는 이산화탄소가 생성되기 때문입니다. 이산화탄소는 고압을 발생시키는 가스이며, 고압이 너무 커지면 용기나 병 등을 파손시키는 폭발을 일으키게 됩니다.우유 단백질은 아이스크림에 함유되어 있는 성분 중 하나입니다. 탄산음료를 아이스크림 위에 따르게 되면, 탄산과 우유 단백질 사이에서 화학 반응이 일어나 이산화탄소가 생성됩니다.
화학
Q. 성냥의 머리 부분은 어떤 소재로 이루어져 있나요?
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.성냥의 머리 부분은 일반적으로 화학 반응에 의해 불이 붙는 화학 물질인 화이트 인과 산화제인 칼륨 염으로 만들어집니다. 이러한 화학 물질이 끝단에 놓여있는 종이나 나무판 등과 마찬가지로 성냥의 머리 부분에도 붙여지게 됩니다.화이트 인은 불에 잘 타고 빠르게 연소되면서 높은 열량을 발생시키며, 칼륨 염은 불에 접촉하면 산화되면서 산소를 방출해 화염이 더욱 크게 퍼지도록 돕는 역할을 합니다. 이러한 두 가지 화학 물질이 섞여 성냥 머리 부분을 이루고 있습니다.
화학
Q. 습도가 어느 정도 되어야, 건조함을 느끼나요?
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.습도는 공기 중에 포함된 수증기의 양으로, 습도가 높을수록 공기 중에 수증기가 많이 포함되어 있습니다. 습도가 높을 때는 땀과 증기가 쉽게 증발하지 않아 불쾌감을 느끼게 됩니다. 반면 습도가 낮으면 증발이 더 쉽기 때문에 건조함을 느끼게 됩니다.하지만 건조함을 느끼는 습도는 개인의 체감에 따라 달라질 수 있습니다. 일반적으로 50~60% 정도의 습도가 적당하다고 생각됩니다.