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답변 내역

번개의 전압이나 위력은 얼마나 되나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 번개가 칠때 전압은 약 1억~10억 볼트까지 된다고합니다. 그리고 일시적으로 내리친 곳의 온도는 2만 7천도로 태양의 온도의 4배나 된다고 합니다. 그리고우리가 일반적으로 사용하는 전력이 220v인데 그것도 바로 만지면 사람이 사망하는데 번개가 1억 볼트이기 때문에 직격으로 맞으면 사람은 죽을 수 있습니다. 또한 이 1억보트면 100kw 짜리 전구 10만개를 1시간동안 켤수 있다고 합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.12.07
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비행기 타이어는 어떻게 설계가 되어있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 비행의 시작과 마지막 순간에 가장 중요한 역할을 하는 핵심 부품인 항공기 타이어는 이착륙 때 발생하는 순간적 충격(Impulsive Load)과 고속(High Speed), 고하중(Heavy Load), 고열(Heat Generation) 등을 충분히 감당할 수 있으면서 이륙 후 랜딩 기어를 접을 때 무리가 없어야 하는 특성상 가볍고 작지만, 강하고 튼튼하도록 특수 설계 제작됩니다. 보잉 747-8i 항공기의 경우, 착륙 시 최대 약 500톤의 하중이 발생됩니다. 이 때 각 타이어에는 약 31t의 하중이 실리게 됩니다. 이런 엄청난 무게와 속도를 감당하려면 타이어도 매우 클 것이라 생각하겠지만, 크기는 의외로 사람 허리 높이에 불과한 직경 약 1.2m 밖에 안됩니다. 무게도 생각보다 가벼워서 1t이 채 되지 않습니다. 최고 속력 200㎞ 이내를 견디는 승용차 타이어 직경이 대략 0.7m임을 감안하면 2배도 안 되는 크기로 일당백의 능력을 발휘하는 셈입니다. 자동차 타이어의 공기 압력이 보통 30psi(평방인치당 파운드: Pound/ Square Inch) 정도인데, 항공기 타이어는 약 200psi 정도 유지되어야 하며 순간적 충격에 의해 내부 압력이 800psi까지 급상승해도 끄떡 없어야 합니다. 주입 가스도 항공기 타이어는 불화성 기체인 질소(Nitrogen)만 사용합니다. 이는 압축 공기 중에 함유된 수분과 산소로 인한 급격한 온도 상승으로 내부 발화에 의한 폭발 가능성을 해소하고, 화학적 산화 현상을 억제해 타이어 수명을 연장하기 위해서 입니다. 자동차는 일부 경주용 자동차 타이어에만 질소를 사용합니다. 순수 타이어 가격은 통상 100~200만원 수준이고 타이어와 함께 조립돼 바퀴를 구성하는 알루미늄 휠 가격이 약 5~9천만원 정도이므로, 항공기 바퀴 하나의 가격이 승용차 몇 대 값과 맞먹는다고 볼 수 있습니다. 출처 : 대한항공 - [항공상식Q&A] 고하중·순간 충격에도 끄떡 없는 특수 제품
학문 / 기계공학
23.12.07
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복사기에도 과학적 원리가 있는지 궁금해요.
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 복사기는 복사할 종이에 강력한 빛을 쪼이면 종이에 빛이 닿았다가 드럼 쪽으로 반사됩니다. 드럼 표면에는 반도체인 셀레늄이라는 물질이 발라져 있는데 셀레늄은 평상시에는 (+)전기를 띠지만 빛을 받으면 (-)전기를 띠는 성질이 있습니다. 글자가 없는 여백에 반사된 빛이 드럼에 닿으면 (-)전기를 띠는 것입니다. 그러나 글자 부분은 빛이 반사하지 않아 (+)전기 그대로 남아 있게 됩니다. 토너(흑연가루)는 전기적으로 (-)전기를 띠게 만들어져 있는데 빛이 반사하지 않아 (+)전기를 띠는 글자 부분에 정전기에 의해 드럼에 달라붙게 됩니다. 그 후 종이를 드럼 아래로 통과시킬 때 종이 뒷면에서 강력한 (+)를 보내면 드럼에 붙어 있는 (-)의 토너가 다시 종이로 옮겨져 이미지가 형성됩니다. 토너 가루가 정전기에 의해 종이에 묻어 있지만 정전기가 없어지면 종이에서 떨어져 나가기 때문에 이를 방지하기 위해 이 종이를 높은 온도(180℃)의 롤러 사이로 통과시킵니다. 이때 토너가 열에 녹아 종이에 그대로 달라 붙어 있게 되는 것입니다. 복사한 종이가 따뜻한 이유도 뜨거운 롤러 때문이며 이 과정은 아주 짧은 시간에 이루어집니다.출처: 교육부 공식 블로그:티스토리 - 전기력
학문 / 전기·전자
23.12.07
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쇄빙선은 어떤 원리로 얼음을 깨면서 나아가나요
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 쇄빙선은 뱃머리(선수)를 얼음 위로 올려 놓고 배의 중량으로 눌러서 얼음을 깨뜨리는 이미지가 강하지만, 현실에서는 얼음이 매우 두꺼울 때만 그렇게 전진한다. 올라타서 얼음을 깨며 전진할 경우에는 사람이 걷는 속도 정도로 느리게 진행하게 되며, 심지어는 후진했다가 전진하여 얼음에 충돌하는 일을 반복해가며 진행하기도 한다. 일반적으로는 얼음이 그렇게 두껍지 않고, 얼음은 그다지 강하지도 않기 때문에, 배가 위아래로 출렁이는 일이 별로 없고 꽤나 빠른 속도로 자연스럽게 전진하면서 얼음을 깨부순다.깨질 때의 충격이 크기 때문에 쇄빙선은 이중선체, 즉 선체 바깥에 선체를 한 겹 더 만들도록 법으로 규정되어 있다. 이 이중선체 구조를 활용하여 선체와 선체 사이에 물탱크를 여럿 만들고, 선미 쪽 물탱크로 물을 보내면 무게중심이 뒤로 쏠려서 선수가 살짝 들리게 된다. 이때 전진하여 선수를 얼음 위로 두고 선미 쪽 물탱크의 물을 선수 쪽으로 몰면 무게중심이 이동하면서 얼음에 큰 무게가 걸리고 부서지는 것이다. 만약 올라갔다가 얼음을 깨지 못하면 꼼짝없이 고립되기 때문에, 선수의 밑부분은 칼날처럼 날카롭게 만든다. 힘을 좁은 면적에 집중시켜 파괴력을 올리는 것이다.출처 : 나무위키 - 쇄빙선
학문 / 지구과학·천문우주
23.12.07
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산에서 메아리가 울리는 원리와 메아리가 어디까지 퍼지는지 알 수있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 소리는 매질인 공기를 진동 시켜서 우리에게 전달됩니다. 이런 진동이 산같이 높은 곳에서 소리를 지르면 벽이나 다른 장애물없이 나아가다가 다른 벽이나 산에 막혀서 다시 돌아오는 소리를 듣는 것이 메아리입니다. 이런 메아리의 경우 소리의 크기보다 소리에 따른 진동의 크기에 따라서 멀리가는 것이 결정됩니다. 저음일수록 진동수가 짧아서 진동이 많이 부딪히지 않아서 소리가 다른 곳에 흡수되는 것이 고음으로 진동수가 많은 것보다 적어서 더 멀리가는 것입니다. 결국 소리가 오는 것은 어디든 반사해서 돌아오는데 부딪히는 부분이 많으면 흡수되어서 소리가 들리지 않는 것입니다. 메아리가 얼마나 가는지 는 장애물과 대기의 기체의 성분에 따라서 달라 질수 있습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.12.07
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평소에 궁금했던건데 DNA는 어떤분자의 약자인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 디옥시리보핵산(Deoxyribo nucleic acid) 약칭 DNA는 대부분의 생명체의 유전 정보를 담고 있는 화학 물질의 일종이다. DNA는 본래 세포 내에서 가느다란 실과 같은 형태로 존재한다. 그러나 세포가 분열할 때 DNA의 이동의 편리를 위해 DNA가 엉겨붙으며 굵직한 구조체를 형성하게 되는데 이를 염색체라고 한다. 또한, DNA에 저장된 유전 정보 그 자체를 유전자라고 한다.출처 : 나무위키 - DNA
학문 / 생물·생명
23.12.06
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개미핥기는 정말 다른 것은 안 먹고 개미만 먹나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 개미핥기는 개미를 핥아 먹기 때문에 붙은 이름인데요, 영어 이름도 ANT EATER랍니다.(서울대공원 블로그 - 개미핥기) 개미햝기는 이가 없고 혀에 끈적이는 액체를 통해서 먹이를 먹습니다. 그리고 특히 이가 없이 혀로만 먹이를 흡입하여서 먹이를 먹기 때문에 남아메리카나 중앙아메리카 숲에서의 최고의 먹이가 개미인것입니다. 개미를 먹고 개미를 소화시키는 위액이 없어서 개미가 내뿜는 개미산으로 소화를 한다고 합니다. 그리고 동물원에 있는 개미핥기는 하루에 3만여마리의 개미를 먹이로 줄수 없어서 쇠고기를 갈아서 먹이로 주며 개미산을 대체하기 위한 요구르트, 달걀, 당도가 높은 과일, 벌꿀 등을 섞어서 준다고 합니다. (출처 : 위키백과 - 개미핥기)
학문 / 생물·생명
23.12.06
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화학 용어 중에 접촉각이 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 접촉각(Contact Angle)이란 액체와 기체가 고체표면 위에서 열역학적으로 평형을 이룰 때 이루는 각을 일컸는 말입니다. 고체표면의 젖음성을 나타내며 ,정형화된 액체방울(Sessile) 에 의해 측정할 수 있습니다. 접촉각과 표면에너지는 서로 상반된 값을 표시합니다. 즉, 접촉각이 낮으면 높은 표면에너지를, 접촉각이 높으면 낮은 표면에너지값을 얻을수 있습니다.출처 : 다온테크 - 접촉각의 종류
학문 / 화학공학
23.12.06
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황혼현상에 대해서 설명해주세요..
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 황혼현사이란 일몰이나 일출 시간대에 로켓을 발사하면 지구에서는 태양이 지고 뜨는 시간이지만 성층권 이상에서는 햇빛이 비추고 있어서 거기를 날아가는 로켓의 배기가스에 의해서 빛이 반사되면서 다양한 색이 관측되는 현상입니다. 그래서 이런 빛과 로켓에 의해서 지상에서는 보는 사람은 UFO로 착각할수 있는 것입니다.
학문 / 생물·생명
23.12.06
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계면활성제는 어떤 구조로 되어 있길래, 기름을 녹일 수 있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 계면활성제는 왼쪽의 기다란 소수성부분과 오른쪽의 친수성부분, 이렇게 두 개의 영역으로 나눠볼 수 있습니다. 소수성이란 물을 싫어한다는 성질로 해석되고 다르게 표현한다면 친유성, 즉 기름을 좋아하는 성질이라고 할 수 있습니다. 또한 친수성이란 소수성의 반대되는 개념으로써 물을 좋아한다 또는 기름을 싫어한다라고 해석할 수 있습니다. 계면활성제에는 물을 좋아하는 부분과 기름을 좋아하는 부분이 동시에 존재하기 때문에 기름에는 소수성 부분이, 물에는 친수성 부분이 결합해서 결국에는 기름과 물의 경계가 모호해지고 서로 섞이게 되는 결과를 가져오게 되는 것입니다. 계면활성제는 물과 기름처럼 서로 섞이지 않은 경계면에서 두 물질을 섞어주는 역할을 하는 분자입니다.출처 : 대한건강의료지원단 - 계면활성제
학문 / 화학
23.12.06
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