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천둥과 번개의 다른점이 뭔지 궁금합니다
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.번개는 구름 속에서 발생하는 방전 현상입니다. 구름은 수증기, 얼음, 먼지 등 다양한 물질로 이루어져 있는데, 이 물질들이 서로 마찰하면서 전하를 띠게 됩니다. 전하가 균형을 이루지 못하고 한쪽으로 모이게 되면, 전하의 차이를 해소하기 위해 구름 내부 또는 구름과 지표면 사이에서 방전이 일어나게 됩니다. 천둥은 번개가 발생하는 과정에서 발생하는 굉음입니다. 번개가 발생하면, 구름 내부 또는 구름과 지표면 사이에서 전하가 방전되면서 공기가 순간적으로 가열되고 팽창합니다. 이로 인해 공기의 밀도가 낮아지고, 공기의 밀도가 높은 주변 공기가 빨려 들어오면서 굉음이 발생하게 됩니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.11.23
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과일의 당은 어떻게 만들어지나요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.식물은 햇빛과 물, 이산화탄소를 이용하여 당을 만드는 광합성이라는 과정을 통해 당을 만들어냅니다. 광합성은 식물의 엽록소가 햇빛 에너지를 흡수하여 이산화탄소와 물을 결합하여 포도당과 산소를 만드는 과정입니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.11.23
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인공근육은 어떤 과학적 신소재로 만든건가요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.인공근육은 젤 형태의 액정 물질에 그래핀을 결합한 복합섬유 신소재로 만들어졌습니다.액정 물질은 분자가 일정한 방향으로 정렬되어 있는 특성을 가지고 있습니다. 이 특성 때문에 액정 물질은 열을 가하면 일렬로 배열된 분자가 불규칙하게 수축되면서 움직임을 하게 됩니다. 그래핀은 강도와 전도성이 뛰어난 신소재입니다.연구팀은 액정 물질에 그래핀을 결합함으로써 기존의 액정 물질보다 더 큰 힘을 발휘할 수 있도록 했습니다. 또한, 빛을 이용하여 온도를 제어할 수 있는 특성을 활용하여, 원격으로 인공근육을 제어할 수 있도록 했습니다.
학문 / 생물·생명
23.11.23
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물이 끓을 때 왜 기포가 발생하는 건가요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.물이 끓을 때 발생하는 기포의 크기와 형태는 크게 두 가지 요인에 의해 결정됩니다.첫 번째 요인은 물 분자의 움직임입니다. 물은 실온에서도 계속해서 열을 받으면 물 분자가 움직이기 시작합니다. 물 분자는 무작위로 움직이지만, 온도가 높아질수록 움직임이 활발해지고, 운동량이 증가합니다.물이 끓기 시작하는 온도, 즉 끓는점에서는 물 분자의 운동량이 충분히 커져서 물 분자가 서로 떨어져 나갈 수 있게 됩니다. 이때, 물 분자가 서로 떨어져 나간 자리에 공기가 들어가면서 기포가 형성됩니다.두 번째 요인은 열의 전달입니다. 물 분자는 서로 부딪히면서 열을 전달합니다. 물 분자의 운동량이 커지면 물 분자가 서로 부딪힐 때 더 많은 열을 전달할 수 있게 됩니다.끓는 물에서는 물 분자의 운동량이 매우 크기 때문에, 물 분자가 서로 부딪힐 때 매우 많은 열이 전달됩니다. 이로 인해, 기포의 내부에는 끓는점보다 높은 온도의 물이 형성됩니다.기포의 크기는 물 분자의 운동량과 열의 전달 정도에 따라 결정됩니다. 물 분자의 운동량이 클수록, 열의 전달이 잘될수록 기포는 더 커집니다.기포의 형태는 기포가 형성되는 위치와 기포의 크기에 따라 결정됩니다. 기포가 끓는 물의 바닥이나 벽에서 형성되면, 기포는 원형이나 타원형의 형태를 띠게 됩니다. 반면, 기포가 끓는 물의 중간에서 형성되면, 기포는 구형의 형태를 띠게 됩니다.
학문 / 화학
23.11.23
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사막 지역에서 왜 일교차가 큰 것인가요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.사막의 일교차가 큰 이유는 크게 두 가지로 볼 수 있습니다.첫 번째는 모래의 비열 때문입니다. 비열은 물질의 온도를 1℃ 올리는데 필요한 열량을 말합니다. 물의 비열은 1이고, 모래의 비열은 0.2입니다. 즉, 모래는 물보다 열을 흡수하는 능력이 5분의 1에 불과합니다. 따라서, 태양열을 받을 때는 금방 뜨거워지지만, 열을 저장하지 못하고 금방 식어버립니다.두 번째는 습도의 차이 때문입니다. 습도는 공기 중의 수분 함량을 말합니다. 습도가 높은 공기는 열을 잘 전달하지만, 습도가 낮은 공기는 열을 잘 전달하지 못합니다. 사막은 습도가 매우 낮기 때문에, 열이 공기 중에 잘 전달되지 못하고 지표면에 머물게 됩니다. 따라서, 지표면은 태양열을 받아서 뜨거워지고, 대기는 상대적으로 덜 뜨거워집니다.이러한 두 가지 이유로 인해 사막은 낮에는 매우 덥고, 밤에는 매우 추운 일교차가 큰 기후를 나타냅니다.
학문 / 화학
23.11.23
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핸드폰 뒷면을 엄청 미끄럽게 만든 이유가 있을까요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.핸드폰 뒷면을 미끄럽게 만드는 이유는 디자인 때문 입니다. 미끄러운 표면은 핸드폰의 전체적인 디자인을 세련되고 깔끔하게 보이게 합니다. 특히, 유리 재질의 핸드폰은 미끄러운 표면이 더 잘 어울립니다.
학문 / 전기·전자
23.11.23
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수소란 어떤 것을 말하는지 수소에 대한 설명을 듣고 싶어요
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.수소는 주기율표의 가장 첫 번째 원소로, 기호는 H, 원자 번호는 1입니다. 표준 원자량은 1.008로, 질량 기준으로 우주의 75%를 구성하는 우주에서 가장 흔한 원소이기도 합니다. 순물질은 실온에서 기체상태의 H₂로 존재하며, 1족 원소 중에서 유일한 비금속 원소입니다.수소는 화학적 결합력이 매우 강하여 다른 원소와 쉽게 결합합니다. 또한, 수소는 매우 가벼운 원소로, 공기보다 14 배 가볍습니다.수소는 청정 에너지원으로 주목받고 있습니다. 수소는 연소할 때 물만 배출하기 때문에, 온실가스를 배출하지 않습니다. 또한, 수소는 에너지 밀도가 높아서 효율적인 에너지원으로 사용할 수 있습니다.수소 자동차는 수소 연료 전지를 사용하여 동력을 얻는 자동차입니다. 수소 연료 전지는 수소와 산소의 화학 반응을 통해 전기를 발생시키는 장치입니다. 수소 자동차는 배기가스 배출이 없기 때문에 친환경적인 자동차로 평가받고 있습니다.
학문 / 화학
23.11.23
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무지개는 왜 빨.주.노.초..파.남.보라 색으로 배열이 되나요
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.무지개가 7가지 색으로 보이는 이유는 빛이 굴절하는 특성 때문입니다. 빛은 파장별로 굴절률이 다릅니다. 파장이 짧은 빛은 파장이 긴 빛보다 더 많이 굴절됩니다.비가 내린 후 하늘에 무지개가 보이는 이유는 태양빛이 공기 중의 물방울에 의해 굴절되고 반사되어 나타나는 현상 때문입니다. 물방울의 표면에서 굴절된 빛은 우리 눈에 들어오는데, 이때 파장이 짧은 빛은 파장이 긴 빛보다 더 많이 굴절되어 우리 눈에 먼저 도달합니다. 따라서, 무지개는 빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 남색, 보라의 순서로 나타나게 됩니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.11.23
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산소 농도가 증가하면 좋은가요 좋지 않은가요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.산소 농도가 증가하면 생물체의 호흡이 과활성화되어 세포에 손상을 입히고, 불이 더 쉽게 붙고, 금속이 부식될 수 있습니다. 특히 산소 농도가 25% 이상으로 증가하면 생물체에 치명적인 영향을 미칠 수 있습니다
학문 / 화학
23.11.23
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근래에 들어 각 나라가 달에 가지 않는 이유가 있나요?
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.1960년대와 70년대에 미국과 소련이 달 탐사에 열을 올린 이유는 냉전 시대의 국가 간의 경쟁 때문이었다고 할 수 있습니다. 당시 두 나라는 우주 개발을 통해 우월성을 과시하고, 국민들의 사기를 높이고자 했습니다. 하지만, 냉전이 종식되면서 달 탐사에 대한 국가 간의 경쟁도 사라졌습니다. 또한, 달 탐사는 막대한 비용과 인력이 소요되는 사업이기 때문에, 각 나라는 우선순위를 다른 분야에 두게 되었습니다. 그 결과, 1972년 이후로 인류는 더 이상 달에 발을 딛지 못하게 되었습니다
학문 / 지구과학·천문우주
23.11.23
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