안녕하세요 성심껏 답변 드릴 김경렬 전문가입니다.
전기·전자
Q. 전자공학에서 중요한 개념은 무엇인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.전공 분야에 따라 여러개로 나뉩니다. 큰틀로 반도체 관련 반도체 소자,물성을 공부가 필요하고 컴퓨터 하드웨어 설계 관련는 마이크로 프로세서,전자회로 쪽으로 하시구요, 통신쪽은 신호처리, 전기쪽은 전자기학,전기제어쪽 공부가 필요합니다.요즘은 인공지능도 각광을 받아 별도로 심화 전공을 이수되고 있읍니다.
전기·전자
Q. 전자공학에서 사용되는 회로 설계 프로그램은?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.전국 전기관련학과에서 실습도구로 사용되고, 산업계에서도 거의 독점적으로 사용되는 OrCAD를 기반으로 한 회로설계, pSpice를 이용한 회석해석입니다.커뮤티니 버전(Community version)을 무료로 다운받아 사용할 수 있습니다. 일부기능이 제한되나, 회로이론을 공부하고 실습하는데 아무런 문제(프로젝트 복사 등)가 없습니다.
지구과학·천문우주
Q. 블랙홀은 도대체 무엇인가요 궁금헙니다
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.블랙홀이란 태양의 질량보다 훨씬 질량이 큰 천체가 수명을 다하면서 생성되는 천체로써, 엄청나게 큰 중력으로 빛마저도 끌어당겨서 우리 눈에 직접 보이지 않는 천체입니다.태양보다 훨씬 큰 천체가 점점 늙어가면서 내부의 핵융합 물질을 소모하는데, 이 때 중력과 내부 압력 간의 불균형으로 인해 별은 점점 부풀어 오르면서 적색 거성, 적색 초거성을 형성합니다. 마침내 핵융합 물질을 모두 소모하면 급격히 수축하다가 큰 폭발을 일으키는데, 이를 초신성 폭발이라고 합니다. 초신성 폭발의 힘은 엄청난 것이어서, 태양보다 큰 질량의 천체를 이 문장의 마침표 크기로 축소시켜 놓고, 이 별이 부산에서 초신성 폭발을 일으킨다고 가정하면 서울까지는 가뿐하게 파괴될 정도의 힘을 가지고 있습니다. 이렇게 큰 폭발을 일으키고 나면 중심에 남은 물질은 중력으로 인해 엄청나게 압축되는데, 이 때 중성자별 혹은 블랙홀이 생성됩니다.
물리
Q. 열역학 제2법칙이란 무엇인건가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.열역학 제2법칙은 어떤 양이 보존된다는 것을 요구하기보다는 자연 과정이 진행하는 방향을 규정하기 때문에 열역학 제1법칙과는 근본적으로 다른 부등식을 갖고 있는 법칙입니다.이 법칙에 따르면 열역학 계에서 엔트로피의 변화는 항상 0보다 크거나 같습니다.즉, 엔트로피가 항상 증가하거나 일정하게 되는 방향으로 자연 과정은 진행합니다.열역학제2법칙 엔트로피는 고립계에서 언제나 증가합니다.실생활에서의 예로 알려드리면 부모님이 잔소리를 하십니다. 그럼 이걸 피드백으로 생각해서 반성하는마음이 일을 한것이구요 나머지 스트레스 받는마음이 엔트로피입니다또 검버섯은 햇빛의 자외선으로인해 생기는 노년층에게 주로 발생하는 피부질환이라고합니다.이는 햇빛울우리가 받아서 활력도 얻지만 덥다고 느끼는감정이나 검버섯등은 엔트로피입니다.
화학
Q. 열역학에서 엔트로피는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.엔트로피는 다른 말로 ‘무질서도’라고 합니다. 엔트로피는 확률적인 의미를 지니는 개념이다. 확률이 높은 상태가 낮은 상태에 비해 엔트로피가 크다고 할 수 있으며, 물질의 변화는 확률이 높아지는 상태, 즉 엔트로피가 커지는 방향으로 일어납니다.열역학 제 2법칙이 '엔트로피 증가의 법칙,즉 자연은 항상 정돈된 상태에서 "무질서한 상태"로 나아가려는 경향성이 있다는 것입니다.통계적 정의로 보면, '경우의 수가 많아질수록 엔트로피는 증가한다'고 해석할 수 있읍니다.
전기·전자
Q. 태양광 발전의 장단점은 무엇인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.장점으로는 친환경 에너지이고 탄소 저감률이 높아집니다. 원료비도 초기설치 비용 이외엔 안 듭니다.단점으로는 고비용, 저효율, 관리가 어려우며 평지비율이 높은 국가가 아니면 운용하기 힘듭니다.
물리
Q. 질량과 무게의 차이점은 무엇인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.실제로 질량은 물체가 힘을 받았을 때 그것의 속도와 위치가 변화하는 데 대한 저항의 정도이다. 물체의 질량이 클수록 외력에 의한 변화는 적습니다. 질량은 관성으로 정의되지만 관습적으로 무게로 나타냅니다. 국제적인 협의에 의해 다른 모든 물체들의 질량을 비교하는 질량의 표준단위는 1㎏의 백금-이리듐 원통이다. 질량의 단위는 g, kg 입니다. 무게는 지구나 달과 같은 거대한 물체가 있음으로 인해 다른 물체를 끌어당기게 되는 중력(重力)의 크기입니다. 무게는 질량과 관련이 있지만 같은 것은 아닙니다. 무게는 본적으로 지구의 중력에 의해서 물체에 가해지는 힘이기 때문에 장소에 따라 다릅니다. 반면에 질량은 정상적인 상황이라면 위치에 관계 없이 일정합니다. 무게의 단위는 g중,kg중,N 등으로 힘의 단위와 같습니다.
화학
Q. 지구 온난화와 온실 효과 가스에 대해 알려주세요
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.태양광선에 의해 따뜻하게 가열된 지구 표면에서 발생되는 적외선 중 일부는 대기를 통과해서 우주로 빠져나가고, 나머지 일부는 온실가스에 흡수되어 모든 방향으로 열이 재방출됩니다. 이로 인해 대기와 지구가 더욱 따뜻해지는 것을 온실효과라고 합니다. 온실가스는 공기 중의 이산화탄소, 메탄 등 지구를 따뜻하게 감싸는 기체를 말합니다. 온실가스는 우리에게 꼭 필요하지만 지금은 양이 너무 많아져서 지구를 뜨거워지게 하여 지구온난화를 일으킨다 하겠습니다. 온실가스 과다 배출의 원인 중 중요한 부분(인간 활동에 인위적 원인)은 다음과 같습니다. - 석탄, 석유, 가스 등과 같은 화석연료의 사용이 온실가스 배출의 가장 큰 원인입니다. 화석연료를 많이 사용하게 된 산업혁명 이후 대기 중 온실가스 농도는 산업화 이전의 280ppm에서 2005년 기준 379ppm으로 30% 증가했습니다. 더불어 1960년~2005년 평균 이산화탄소 농도 증가율은 연간 1.4ppm으로 나타나고 있습니다. - 쓰레기의 증가도 원인입니다. 쓰레기를 분해하는 과정에서 이산화탄소보다 톤당 온실효과가 더 강력한 온실가스인 메탄이 다량 발생하는 것이 주요한 원인이기도 합니다.- 산림의 무분별한 벌목도 큰 원인입니다. '지구의 허파'라고 할 수 있는 아마존 산림의 무분별한 벌목 등으로 산림이 크게 줄어들고 있습니다. 산림이 감소하면 온실가스를 흡수하는 자연의 능력도 따라서 줄어들기 때문입니다.
지구과학·천문우주
Q. 태양계의 4번째 행성은 어디일까요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.화성은 태양계의 네 번째 행성입니다.산화철로 인한 붉은 빛이 감도는 사막 지형을 가지고 있읍니다.지구를 제외한 태양계 내 모든 행성 중 표면 탐사가 가장 많이 이루어진 행성이며, 물의 존재가 확인되고 테라포밍의 가능성이 점쳐지는 등 인류 문명의 우주 개발에서 중요한 역할을 맡게 될 것으로 여겨지는 천체입니다.화성 표면에 생명체의 존재 가능성이 과거부터 논의되고는 있으나 아직까지 화성에서 생명체는 발견되지 않았읍니다.애초에 표면온도도 평균수치가 지구의 남극 수준으로 낮은데다가 대기도 희박하고 태양풍을 막아주는 행성의 자기장도 약해서 고등 생명체가 살기에는 여전히 혹독한 환경이고, 생명체가 만약 존재한다고 쳐도 미생물정도일 것입니다.
화학
Q. 얼음의 비중은 얼마나 되는지요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.비중이란 물의 밀도에 대한비를 말합니다.물의 밀도 1g/cm 를 1로 보고 이것으로 나는것을 비중이라고하죠.밀도=질량/부피,얼음은 물보다 부피는 증가하지만 질량은 그대로 있으므로 밀도가 줄어듬에 따라 물위로 뜸니다.4도에서 물의 비중는 1, 0도 1기압에서 얼음비중 0.9168 입니다. 물이 얼음이 되는 과정중 4℃에서 1.00 g/cm³가량으로 가장 밀도가 크고 점점 작아져 1기압에서 얼음은 8%정도 물보다 밀도가 작아집니다.