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‘핫팩’ 의 원리와 성분이 궁금합니다?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.똑딱하는 액상 핫팩에는 아세트산나트륨 과포화 용액이 들어있습니다. 이 액체형 핫팩에는 아세트산나트륨이 너무 많이 녹아 있어 불안정한 상태이고 작은 충격에도 쉽게 과포화 상태가 깨지게 됩니다. 그래서 똑딱 해주게 되면 과포화 상태가 깨져 이 용액에 굳어지며 고체가 됩니다. 대부분의 물질은 액체 상태에서 고체 상태가 될 때 열을 방출합니다. 그래서 액상 핫팩은 고체가 되며 열을 내뿜어 따뜻하게 되는것이죠.참고로 흔드는 핫팩은 철가루로 제작을 합니다. 철가루는 산소와 반응을 잘하며 철가루가 산소와 반응하는 산화반응이 일어날 때 열이 발생하죠. 철의 산화반응을 이용해 핫팩을 따뜻하게 만들 수 있습니다.도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.
학문 / 화학
22.09.22
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핸드폰의 통화원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.핸드폰의 원리는 우리의 목소리의 특징을 0과 1인 디지털 신호로 변경하는 CDMA(Code Division Multiple Access: 코드분할 다중접속장치)방식을 사용해 전달한 뒤 다시 디지털 신호를 우리의 목소리로 변환하여 전달하는 원리입니다. 도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.
학문 / 전기·전자
22.09.22
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드라이아이스는 영하의 온도로 알고있는데 왜 화상을 입는다고 하나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.네 엄밀히 따지면 동상입니다. 드라이아이스는 이산화탄소가 고체상태로 존재하는것입니다. 마치 물이 얼어있는 상태와 같습니다. 드라이아이스는 이산화탄소가 고체가 되는점인 영하 78도 이하의 온도로 존재합니다. 즉, 만지면 굉장히 차가운 드라이아이스에 피부에 있는 열을 빼앗겨 동상을 입게되죠. 그런데, 이로인한 흉터는 피부조직을 파괴하므로 마치 화상과 같은 통증과 상처를 남기기 때문에 화상이라고 표현하기도 합니다.도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.
학문 / 화학
22.09.22
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물리 특수상대성 이론문제 질문드립니다
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.A관찰자 입장에서는 철수가 u의 속력으로 왼쪽으로 이동하고, B가 (v-u)/(1-uv/c^2)의 속력으로 오른쪽으로 이동합니다.A의 기준계에서 B의 속도는 상대론에서의 상대속도에 의해 (v-u)/(1-uv/c^2) 입니다.A관찰자에서 측정할 때, 철수와 p, q는 함께 움직이므로 철수와 p사이거리는 1/2x1, p와 q사이 거리는 1/2(x2-x1)외 됩니다.ㄴ의 경우, 철수의 입장에서는 동시이지만, A관찰자의 기준으로 움직이는 물체에 대해서는 동시성이 깨지게 되어 p가 A에 왔을 때 q는 이미 B를 지난 뒤입니다. 이는 그래프를 통해 쉽게 파악할 수 있습니다. 따라서, p가 A에 도착하게 되면, A, B사이에 간격은 1/2(x2-x1)보다 크게 되죠. 아래는 철수를 기준으로 그렸지만, A를 기준으로 그려도 같은 결론을 얻게됩니다. 도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.
학문 / 물리
22.09.22
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현대 산업의 거의 모든 분야에서 반도체가 핵심적이고 필수 적으로 필요한 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.반도체의 경우 회로에 들어가는 칩이라 생각하셔도 좋으며, 전류의 흐름으로 on, off를 조절하는 장치라고 생각하셔도 좋습니다. 전류가 특정 전류량보다 많아지면 도체의 성질을 띠며, 특정 전류량보다 적으면 부도체의 특징을 띠는것이 반도체입니다.반도체는 CPU, GPU, LED, 스마트폰, 컴퓨터, 소자, 자동차 등 여러곳에 사용이 가능하기 때문에 필수적인 요소가 되었죠.도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.
학문 / 기계공학
22.09.22
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지구상에 나타나는 오로라는어떻게해서 나타나는것일까요????
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.오로라는 우주에서 날아오는 우주선(하전입자)이 대기의 기체와 부딪혀 생겨나는 현상입니다.하전입자는 전하를 띠는 입자들을 의미합니다. 보통 우주선이라고도 합니다. 우주에서 날아오는 입자인 우주선이 지구로 들어오는데 이때 전하를 띠고 있으면 지구 자기장에의해 나선운동을 합니다. 그리고 자기장이 강한 고위도에서 나선운동이 강하게 일어나죠. 나선운동을 하며 대기에 있는 기체와 부딪히며 빛을 발하는데 이를 오로라라고합니다.빛이 나는 원리는 기체 분자에 존재하는 전자의 에너지 상태가 외부 우주선과의 충돌로 높은 에너지 상태가 됩니다. 그리고 다시 안정적인 상태로 돌아가려고 낮은 에너지 상태로 돌아가는데 이때 손실되는 에너지가 빛으로 방출 되어 우리 눈에 들어오게 되는것이죠.도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.09.22
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열역학에서 언급되는 엔트로피란 어떤 개념인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.엔트로피란 하나의 계(system) 내에서 입자들이 가질 수 있는 상태가 있는데, 이 상태의 수를 의미합니다. 자연은 엔트로피가 증가하는 방향으로 흘러간다. 즉, 자연은 무질서도가 높아지는 방향으로 흘러간다라고 표현합니다.예시로 공기가 든 상자 속에 얼음이 있습니다. 얼음은 물 분자의 6각 구조로 고정되어 있습니다. 그리고 상자내에서 이들이 가지는 상태의 수를 1이라고 둡시다. 6각 구조로 되어 움직일 수 없기 때문이죠. 그런데 시간이 지나면서 공기와 열 교환을 통해 얼음이 녹으며 물이 되고 물에서 자연 증발이 일어나 수증기가 됩니다. 그러면 자유롭게 움직일 수 있는 상태로 변하였고, 상태수가 높아졌습니다. 그래서 엔트로피가 증가하였죠.도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.
학문 / 화학
22.09.22
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수억 광년 떨어져 있는 행성에 물이 있다는 것을 어떻게 확인할 수 있나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.천체 망원경을 통해 멀리 떨어진 행성, 별 등을 관측할 수 있습니다. 이 때 별에서 나오는 빛이나 별 빛에 반사되어 행성에서 나오는 빛도 관측이 가능하며, 행성에서 나오는 자체의 빛도 관측이 가능합니다. 행성에서 나오는 자체의 빛의 경우는 흑체 복사에 의한 빛이라고 생각하시면 됩니다. 흑체 복사란 간단히 온도에 따른 빛의 파장 분포입니다. 즉, 모든 물체는 온도를 가지고 있고, 그 온도에 따라 방출하는 빛이 있습니다. 그래서 행성에서도 자체적으로 빛이 나옵니다. 다만 가시광선의 영역이 아닌 적외선의 영역입니다. 그래서 행성에서 나오는 빛을 자외선, 가시광선, 적외선 등에 따라 관측이 가능합니다. 이 빛의 스펙트럼을 분석하여 행성에 존재하는 물, 암석 등의 성분을 찾아 낼 수 있는것이죠. 도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.09.22
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이 구름은 권적운인가요 고적운인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.실물을 본게 아니라 정확히 분간은 어려우나 고적운 같습니다.권적운은 눈과 비를 동반하지 않는 구름입니다. 권적운은 높은 하늘의 대기가 불안정할 경우 형성될 수 있습니다. 대기가 불안정해 구름이 부분부분 다수로 나누어져 있죠. 고적운은 중간정도의 높은 하늘에서 생성됩니다. 권적운과 비슷한 특징을 갖으며, 권적운보다는 큽니다. 고적운과 권적운의 차이는, 높고 멀리 떠있고 작은 뭉게 모양의 구름이면 권적운입니다. 그리고 가까이 있으며 사이즈가 큰 뭉게 모양이면 고적운 입니다.도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.09.22
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파도가 치는 원리에 대해 궁금합니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.파도는 조수간만의 차, 바람에 의해 발생합니다.조수간만의 차는 태양, 달의 만유인력에 의해 나타나는 현상입니다.지구는 태양주위를 공전하고 달은 지구 주위를 공전합니다. 그리고 지구는 자전을 하고 있죠. 그래서 지구가 자전하면서 우리나라가 달과 가까워지거나 태양과 가까운 위치에 놓일때가 있습니다. 이때 만유인력이 작용해 해수면이 상승하고, 태양이나 달과 가장 멀어지는 시기에 해수면이 하강합니다. 이러한 이유로 조수간만의 차가 나타나죠. 바다와 호수에 작용하므로 물결이 이는걸 볼 수 있습니다. 하지만 넓고 깊은 바다에 비해 호수는 좁고 얕으므로 파도가 크게 일렁이지 않습니다. 만약 큰 태풍이나 바람이 분다면 바나나 호수에도 파도가 칠 것입니다.도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.09.22
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