인체가 전기에 감전되었을 때 어떤 영향이 있는지요 그리고, 대처요령은 무엇인지요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.감전 시 인체에 미치는 영향은 크게 통전 전류의 크기, 통전 시간, 통전 경로, 인체 저항으로 구분 할 수 있습니다. 통전전류의 크기는 인체에 얼마나 많은 전류가 흘렀는가에 따라 인체에 영향을 미치고, 통전시간과 경로는 얼마나 오랫동안, 어느 부위를 통해 흘렀는지가 어느 정도 영향을 미치는가를 좌우합니다. 그리고 인체 저항은 인체의 저항 값이 얼마인가를 의미하는데, 인체의 손상이 크다는 것은 그 만큼 많은 에너지가 인체에 인가된 것을 의미합니다. 같은 조건이라고 해도 인체의 경로에 따라 그 위험도는 다를 수 있다는 것입니다. 즉, 심장 쪽으로 흐르면 그만큼 그 위험도는 커진다는 것을 의미합니다.대처요령으로는 전격재해가 발생하였을 때 의식을 잃고 호흡이 끊어지는 경우가 있습니다. 감전쇼크에 의하여 호흡이 정지되었을 경우 혈액중의 산소함유량이 약 1분 이내에 감소하기 시작하여 산소결핍 현상이 나타나기 시작합니다. 그러므로 단시간 내에 인공호흡 등 응급조치를 실시할 경우 감전사망자의 95%이상을 소생시킬 수 있는데, 감전재해가 발생하면 우선 전원을 차단하고 피재자를 위험지역에서 신속히 대피시키는 동시에 구급차나 의사를 부르고, 2차 재해가 발생하지 않도록 조치하여야 합니다. 그리고 재해 상태를 신속하고 정확하게 관찰한 다음 구명시기를 놓치지 않도록 불필요한 시간을 낭비해서는 안됩니다.
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매머드에서 갈라진 코끼리가 현재 생존하고 있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.산사시대를 거쳐 역사 시대 초기까지 살았던 코끼리의 일종입니다. 매머드란 말은 우랄계 민족에 속한 만시인들이 바깥으로 드러난 매머드의 상아를 가리키던 만시어 단어 '망 온트(Манг онт)'가 러시아어를 거쳐 차용되어습니다.털 매머드의 경우 코끼리과에 속하기에 코끼리의 한 종류입니다. 지금 남아있는 아프리카코끼리, 아시아코끼리와 직계 조상에서 따로 갈라져 나왔으며 굳이 따지자면 아시아코끼리에 더욱 가까운 혈통입니다. 즉, 아프리카코끼리가 먼저 선대에 갈라지고 후대에 아시아코끼리와 울리 매머드가 갈라졌습니다.
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태양열 집열판 제조에 쓰는 재료는 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.대부분의 고품질 태양 전지판은 양극 처리 된 알루미늄 프레임을 특징으로하며 이 소재를 사용하면 많은 이점이 있습니다. 가장 중요한 것은 더 많은 열을 반사하는 능력이있어 태양 전지의 전반적인 변환 효율을 향상시키는 데 도움이됩니다. 양극 처리 된 알루미늄도 유지 관리가 쉽습니다.
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사막에 오아시스가 생기는 원리가 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.대부분 모래로 이뤄진 사막에서 물을 찾아보긴 힘들지만 가끔 비가 내릴 때 이 비가 모래 속으로 침투돼 지하까지 침투하는 경우가 생깁니다. 이렇게 비가 침투하는 와중 바람에 의해 급속한 침식작용이 벌어져 모래가 깎이고 물이 고일 경우 오아시스가 생기는 것입니다.
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적도수렴대는 왜 위아래로 왔다갔다 움직이는건가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.적도 수렴대 또는 열대 수렴대는 적도 무풍대, 적도 우림대로 알려져 있는 적도 지역에 둘러져 위치하는 띠 형태의 저기압대입니다. 적도의 남, 북에서 불어오는 따뜻하고 습한 상승 공기에 따라 형성됩니다.적도수렴대는 북동무역풍과 남동무역풍이 수렴하는지역으로, 상승기류가발달하여 연강수량이 많습니다. 적도 일대에서 상승한 대기가 남·북위 30° 부근에서 하강하면서 아열대 고압대가 형성됩니다. 적도 수렴대와 아열대 고압대는 지구 공전에 따라 남북으로 이동합니다.적도 수렴대의 위치는 시기에 따라 달라집니다. 육지에서는 태양의 적위에 영향을 받으며, 좀 더 명확한 형태가 나타나는 해양에서는 해수에서 공급되는 열로써 발생하는 상승류로 말미암은 계절적 차이가 뚜렷하지 않게 나타납니다. 때때로 이중 적도 수렴대가 적도의 남, 북쪽에 생기는데, 이러한 경우에는 두 적도 수렴대 사이에 고기압대가 나타나며, 한쪽이 우세한 경우가 많습니다.
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수술용 실은 어떻게 자연스럽게 녹아서 사라지나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.수술용 봉합사를 이루는 기본 성분은 고분자 물질로, 단위 물질(모노머)이 수만 개 이상 반복적으로 결합돼 있는 형태입니다. 같은 모양의 레고 블록을 여러 개 연결해 놓은 것과 비슷합니다. 이때 어떤 모노머가 결합하느냐에 따라 다양한 고분자 물질이 만들어집니다. 녹말이나 단백질, 고무 등은 천연 고분자 물질이고, 플라스틱은 대표적인 합성 고분자 물질입니다.고분자 물질은 모노머의 종류나 결합 방식 등에 따라 고유한 특성을 갖는데 그 중 하나가 생분해성입니다. 생체 내에 들어가 특정 조건을 만나면 물이나 이산화탄소처럼 해롭지 않은 물질로 분해돼 조직 내로 흡수되는 것입니다. 이런 생분해성을 지니면서, 생체 내에 들어갔을 때 불필요한 화학반응을 일으키거나 독성을 나타내지 않는 고분자 물질이 수술용 봉합사를 만드는 데 쓰입니다.생분해성 고분자 물질을 인공적으로 생산하는 기술이 부족했던 시절에는 동물의 내장을 이용해 수술용 봉합사를 만들기도 했습니다. 내장을 구성하는 성분이 생분해성을 갖는 고분자 물질인 단백질이기 때문입니다. 그러나 동물 내장으로 만든 생분해성 봉합사는 염증이 생길 위험이 높아 지금은 거의 쓰이지 않습니다.지금은 생분해성 봉합사로 인공 합성 생분해성 고분자 물질을 사용하고 있습니다.
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화성의 노을은 푸른색이라고 하던데..
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.화성의 일몰을 맞이한 지점에서는 태양의 빛은 위로부터가 아니라 옆으로부터 비쳐지기 때문에 주간보다 길게 화성의 대기(먼지) 속을 진행하게 됩니다. 그러면 붉은 빛은 먼지에 부딪혀 초기 단계에서 산란해 버리는 한편, 먼지에 영향을 받기 어려운 청색 빛은 직진해 눈에 닿습니다.화성도 공기 분자가 많고 바다도 있어 건조하지 않았던 시대(38억 년 전)에는 지구와 같이 낮의 하늘은 파랗고, 석양 하늘은 붉었을 것입니다. 그러나 공기 분자의 대부분이 바다와 함께 사라지고 건조한 지표에서 날아 올라온 먼지로 하늘이 덮인 결과, 화성에서는 붉은 낮 하늘과 푸른 노을을 볼 수 있게 되는 것입니다.
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위도에 따른 해들리 순환이라는게 구체적으로 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.해들리 순환은 지구의 자전을 고려하지 않은 대기 대순환 모델인 해들리 모델에서 비롯되었습니다. 해들리 모델에선 적도에서 가열되어 상승한 공기가 극에서 냉각되어 하강하여 적도 지방으로 이동합니다. 하지만 자전의 영향을 고려하게 되면 위도 30º 부근과 60º을 경계로 순환 방식이 나뉘게 됩니다.해들리 순환이란 적도 부근의 지방은 가열된 공기가 상승하여 저기압이 형성합니다. 상승한 공기는 고위도로 이동하여 위도 30º 부근에 온난 고기압을 형성합니다. 온난 고기압에서 하강 기류에 의해 하강한 공기는 다시 저위도 지방으로 이동하게 됩니다. 해들리 순환에 의해 지구의 위도 0~30º 부근에서는 지구의 자전의 영향에 의해 지표 부근에서 무역풍(편동풍)이 형성됩니다.해들리 순환으로 지구 전체의 열과 물의 순환을 주도하며 지역별 기후대를 결정하는 매우 중요한 역할을 합니다.
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천연흑연과 인조흑연은 어떻게 다르며 인조흑연은 어떠한 공정으로 만드는것인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.천연흑연은 자연에 흑연 상태로 존재하는 광물을 통해 얻습니다. 탄소 성분이 오랜 시간 동안 고온·고압 상태로 층층이 쌓인 판상형 형태를 이루고 있죠. 천연흑연은 인조흑연에 비해 흑연화도가 높고 저가이며, 높은 리튬 이온 저장용량을 나타냅니다. 하지만 입자 형상이 침상 혹은 판상구조를 보이고 불규칙한 구조로 인해 표면적이 크고 edge 면의 노출이 많아서 전지에 적용 시 전해질의 침투나 분해반응에 의해 edge 면이 박리나 파괴되어 비가역 반응이 크게 일어난다는 특징이 있습니다. 그래서 높은 용량을 보이는 특성에 반해 고충전출력 특성은 인조흑연에 비해 떨어집니다.충방전은 판상형 사이의 틈으로 리튬 이온이 이동하면서 전류가 흐르게 되는 것인데, 천연흑연은 전류의 이동경로가 양옆 2곳밖에 없어 충전과 방전 효율이 떨어집니다. 또 배터리를 계속 사용하게 되면 층이 벌어져 부풀게 되는 스웰링 현상도 자주 발생하게 됩니다.인조흑연은 리튬 이온의 이동 경로가 많아, 효율이 높아 급속충전에 유리하다는 장점이 있습니다. 또 천연흑연보다는 안정적인 구조를 지녀 스웰링 현상이 상대적으로 적게 일어나기 때문에 배터리로 사용될 때 수명이 길다는 특징이 있습니다.인조흑연의 원료는 석유계 타르로 만들어진 코크스, 석탄계 타르로 만들어진 코크스가 있습니다. 그 두 코크스의 특성이 약간 다른데, 그중 바늘 형태를 띠는 침상코크스가 주된 원료로 사용됩니다. 코크스는 사이즈가 크기 때문에 적당한 크기와 모양으로 가공하는 공정(분쇄-조립)과 열처리(흑연화) 공정을 거치면 인조흑연이 됩니다.하지만 용량 유지율 면에서는 인조흑연이 천연흑연에 비해 우수한 편이고 빠르게 충전할 수 있다는 특징이 있습니다.인조흑연은 2,500 ℃ 이상의 고열을 가해서 흑연의 결정 구조를 만들기 때문에 천연흑연보다 안정적인 결정구조를 가집니다. 그래서 리튬 이온의 반복적인 충방전에도 결정구조의 변화가 작아서 상대적으로 수명이 깁니다. 일반적으로 인조흑연계 음극활물질은 천연흑연보다 2~3배 정도 수명이 길기 때문에 오랜 수명을 필요로 하는 배터리에 사용될 수 있습니다.인조흑연은 고온을 이용해 흑연화하는 과정을 거치기 때문에 필수적으로 가격이 비싸다는 단점을 가지고 있습니다. 고열을 사용하기 때문에 제조비용이 많이 들어가기 때문이죠.그렇지만 인조흑연의 빠른 충전속도로 인해 많은 기업들이 천연흑연보다 인조흑연을 선택하고 있습니다. 우리나라에서는 포스코케미칼이 인조흑연을 제조하고 있습니다. 값싸고 좋은 제품을 만들어서 중국에 비해 경쟁력을 가지게되면 좋겠습니다.
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스피커를 크게 틀면 진동이 생기는 이유는?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.스피커에 들어있는 코일에 소리의 전기신호가 흐르면 자기장의 작용에 의해 코일 사이에 있는 철 조각이 움직입니다. 이 진동이 진동판에 전해져 소리가 발생합니다. 소리 신호와 자기장, 전기, 진동판이 있다면 스피커를 만들 수 있다는 얘기죠.
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