안녕하세요 염정흠 전문가입니다.
화학
Q. 수소전기차와 수소차는 차이점은 무엇인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.수소차라는 것은 수소전기차를 얘기하는 것입니다.간단하게 설명드리자면 수소전기차는 전기충전을 하는 것이 아니고 액화수소를 저장해서 수소와 공기 중 산소를 반응시켜 물이 되는 과정에서 발생하는 전자들을 전력변화장치로 보냅니다. 그 전자들이 전기에너지로 사용합니다. 수소와 산소가 결합하여 생겨난 물은 외부로 배출합니다. 내연기관 자동차는 매연이 나오지만 수소전기차는 물과 수소와 산소의 반응 후 남은 공기가 배출됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 낮에는 해풍이, 밤에는 육풍이 부는 이유는 무엇 때문인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.질문이 조금 잘못 되었습니다. 낮에는 바다에서 육지로 부는 해풍이, 밤에는 육지에서 바다로 부는 육풍이 붑니다.이유는 낮시간에는 육지가 빨리 가열되어 기온이 먼저 올라가 육지 쪽 공기 밀도가 낮아집니다. 그리고, 밤 사이 냉각된 바다 쪽 공기는 밀도가 높습니다. 공기는 밀도가 높은 곳에서 낮은 쪽으로 이동하게 되기 때문에 낮에는 해풍이 불게 됩니다. 해가 진 밤에는 바다가 육지 보다 늦게 냉각되기 때문에 빨리 냉각되는 육지에 비해 따뜻합니다. 그러면 낮시간과 반대로 바다 쪽 공기의 밀도가 낮고, 육지 쪽 공기 밀도가 높아집니다. 그래서 밤에는 육풍이 불게 됩니다.
토목공학
Q. 페어 유리창은 유리 두장 또는 석장을
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.복층유리의 사이 공간을 진공으로 만드는 방법은 다음과 같습니다. 유리 사이에 간격유지봉과 마이크로 스페이서를 둬서 일정한 간격을 유지하게 합니다. 그 내측으로 게터를 충진합니다. 유리 사이에 간격유지봉, 스페이서를 두고 게터를 충진한 상태에서 유리의 가장자리와 간격유지봉 사이 빈공간에 실리콘으로 접합을 합니다. 이때 가장자리 한 쪽에 주사바늘 같은 가는 관을 찔러넣어 배기관을 만듭니다. 이 관을 통해서 진공펌프로 내부를 진공상태를 만들게 됩니다. 그리고 게터에 열을 가하여 활성화 시키면 화학적 반응으로 내부에 잔류 공기나 가스, 수분을 제거하여 진공펌프를 이용하여 만든 상태 보다 더 고진공 상태로 장시간 유지시킬 수 있게 됩니다. 게터는 불활성 가스 외에 모든 가스와 수분을 화학반응을 통해 아주 빠르게 흡수하는 특성이 있는 물질입니다.간단히 정리하면 복층유리의 간격을 만들 때 미리 주사바늘 같은 배기관을 삽입해두고, 진공펌프로 내부 공기를 빨아냅니다. 이후 게터의 화학반응을 통해 잔류 가스와 수분을 제거해서 고진공상태로 만드는 것입니다.
토목공학
Q. 제가 살고 있는 아파트 베란다 유리창이
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.유리가 처음부터 단단한 것은 아닙니다. 유리의 원료들을 섞어서 고온에 녹인 뒤 급냉하여 만듭니다. 급냉 전에는 물렁물렁한 액체 상태입니다. 그렇다면 유리가 고온의 열을 받으면 성형이 가능할 수 있다는 것을 짐작할 수 있을 겁니다. 실제 곡면유리는 판유리에 열을 가한 뒤 성형을 하고 다시 급냉하는 것입니다. 강화유리를 만드는 공정이 열을 가하고 급냉시켜 만드는데 곡면유리의 공정에서 열을 가해 성형 후 급냉하면서 곡면 강화유리가 됩니다. 유리를 성형하는 것은 가능하나 한판의 유리를 여러번 휘어서 만드는 것은 안전상 좋지 않기 때문에 필요시 곡면을 끊어서 제작할 수 있습니다.
전기·전자
Q. 주방에서 사용하는 후드는 어떤 과학적 원리가 적용된건 가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.주방의 후드는 배기 팬을 작동시켜서 조리 중에 발생하는 연기나 냄새를 강제로 배출하는 설비입니다. 창문을 개방해서 대류를 통해서 환기하는 것은 오래 걸릴 수 있지만 바람이 건물 밖으로 송풍되게 팬을 작동시켜서 빠르게 냄새나 연기가 외부로 나가게 만듭니다. 공기 순환을 빠르게 해주는 것입니다.
전기·전자
Q. 초전도체 상온에서 개발됐다는 발표가 나왔던데 어디에 사용되는지??
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.상온상압 초전도체가 아직 확실해진 것은 아닙니다. 아직 검토 중입니다.만약 상온상압 초전도체가 확실해진다면 다양한 분야에서 큰 효과가 기대되는 것은 사실입니다. 초천도체의 특성이 전기저항이 0이라는 것과 자기장 안에서 부상하고, 자기장 안에서 벗어나지 않는 것 등을 이용해서 많은 것을 할 수 있습니다. 기존 초전도체는 매우 낮은 기온(영하 240도씨 이하)에서 작동되기 때문에 액체 질소를 사용해야 합니다. 그러려면 많은 비용과 장치적 제한이 생기는데 상온상압 초전도체가 있다면 그러한 제한이 없이 쉽게 적용할 수 있다는 것이 가장 큰 이점이 될 수 있습니다. 발전소에서 전기를 생산하는 과정에서나 사용할 곳까지 보내는 과정에서 많은 손실이 발생하는데 전기저항이 0인 초전도체를 사용한다면 손실이 거의 없이 생산과 전달이 가능해집니다. MRI(자기공명장치)에 쓰이는 초전도체도 액체 질소를 사용할 필요가 없어지면서 가동 비용을 줄일 수 있습니다. 전기 배터리의 사용에서도 저항에 의한 발열과 손실이 발생하는데, 저항이 없다면 발열과 손실이 없어져서 기존 배터리 보다 작은 크기와 용량에도 더 오래 사용할 수 있습니다. 초전도체가 자기장 안에서 부상하고 자기장의 범위를 벗어나지 않는 것을 이용해 열차 같은 교통수단을 만들 수 있는데 선로와의 마찰 저항이 없다보니 더 빠른 속도로 이동이 가능해집니다. 그 외에도 다양한 분야에서 응용이 가능하기 때문에 다시 산업혁명과도 같은 일이 발생하지 않을까 예상합니다.
전기·전자
Q. 날개없는 선풍기는 어떻게 바람을 만들어 내는것인지 궁금합니다
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.날개가 없는 것이 아니라 숨겨져 있습니다. 본체에서 바람이 나가는 헤드 방향으로 송풍해주는 날개가 내장되어 있습니다. 헤드 둘레에는 바람이 나올 수 있게 틈이 벌어져 있습니다. 바람이 좁은 통로를 나오는 과정에서 압력이 높아져서 강하게 불어나올 수 있습니다.
화학
Q. 각 얼음을 만지면 손에 달라붙는게 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.손에 보이지 않는 수분이 있을 때 얼음이나 차가운 것을 만지면 순간적으로 피부 표면의 수분이 얼면서 붙게 되는 것입니다. 특히 얼 같은 경우 피부와 접촉하는 부위가 체온에 살짝 녹았다가 다시 얼면서 피부표면의 수분과 일체화 될 수 있습니다. 얼음이 아닌 차가운 물체라면 표면에 공기 중에 있는 수증기가 닿아서 서리가 생길 수 있는데 이것이 체온에 녹았다가 다시 얼 때 피부표면의 수분과 함께 얼면서 일체화 되어 붙을 수 있습니다.
전기·전자
Q. 네비게이션의 과속 방지 알림은 어떤 과학적 기술이 접목된건 가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.네비게이션의 GPS는 위성을 통한 위치확인 시스템입니다. 네비게이션에 장착된 GPS장치가 위성의 신호를 수신하여 위치 좌표와 시간 정보 등이 입력됩니다. 그 정보가 네비게이션의 지도에 반영되는데 지도 데이터에 도로의 정보와 단속카메라 정보가 포함되어 있기 때문에 해당 위치에 가까워지면 알려줄 수 있는 것입니다. 지구상에 24개의 GPS위성이 있는데 그 중 최소 4개 이상의 위성으로부터 신호를 받아서 최대한 정확한 위치 정보를 얻습니다. 상황에 따라서 수신율이 떨어지는 곳이 있지만 대부분의 도로에서는 원활하게 사용 가능할 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구에 바닷물이 증발이 잘안되는 이유가 있어요 왜 그렇죠?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.지구에서 물순환이 어떻게 이루어지는지 생각하면 증발이 되지 않을 것은 알 수 있습니다. 바닷물이 증발하면 수증기는 하늘로 올라가서 냉기를 만나 구름이 됩니다. 그 구름은 다시 비가 되어서 육지나 바다에 내리게 되는데 육지에 내린 비는 다시 하천이나 지하수로 흘러갔다가 일부가 바다로 모이게 됩니다. 그게 무한 반복되고 있기에 바다는 증발하지 않습니다. 만약 수증기가 대기권 밖으로 날아간다면 서서히 증발될 수도 있겠지만 대기권이 있고, 지구의 중력이 작용하고 있기에 그런 일은 발생하지 않을 것으로 보입니다.