안녕하세요 성심껏 답변 드릴 김경렬 전문가입니다.
전기·전자
Q. 무선충전은 무슨 현상을 이용하기에 무선으로도 디바이스를 충전할 수 있나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.무선 충전 방식은 현재 거의 모든제품이 적용중인 자기 유도방식을 사용 하고 있읍니다.이름에서 알 수 있다시피 전자기 유도현상을 이용해 전력을 전송하는 방식입니다. 무선 충전기를 분해하면 모기향 모양의 코일을 볼 수 있는데 여기서 와전류를 발생시켜 충전합니다.
지구과학·천문우주
Q. 일론머스크가 우주에서는 빛보다 빠르게 이동 가능하다는데 맞나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.초광속은 정보를 지니지 않을 경우에 한해서는 가능한데. 단, 여기서 말하는 정보란 물리학적으로 정의된 정보임.엄밀히 말해, 정보의 전달 속도는 광속 이상이 될 수 없읍니다.정보를 가지는 경우, 아인슈타인의 상대성 이론에 따라 물리학적으로 불가능합니다. 광속에 가까워질수록 투입되어야 하는 에너지가 급격하게 증가하고, 광속 그 자체가 되면 질량이 있는 한 필요한 에너지는 무한이므로, 초광속에 도달하려면 무한보다 더 큰 에너지를 공급해줘야 합니다.이를 엄밀히 따지자면, 진공 속의 빛의 속도보다 빠르게 정보를 전달할 수 없다는 것.심지어 광속의 기준인 광자조차 이상적 상황이 아니면 이 정보 전달 속도 제한에 미치지 못합니다.빛보다 빠른 것이 존재하지 않는다는 건 흔히 알려진 잘못된 사실입니다.
화학공학
Q. 로켓의 산화제로는 무엇이 사용되나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.연소의 3대 요소는 연료,산소,온도(발화) 입니다.추진체에 연료와 발화온도는 가능한데 산소가 없습니다.그러면 연소는 이루어지지 않습니다.그래서 산화에 필요한 산소가 필요합니다.이 산소원을 공급해 주기 위해 산화제를 넣어 줍니다.산화제로는 최근의 추세는 가격이 싸고 추진력이 좋은 액체산소와 케로신의 조합이 대세이고, 여기세 액체수소로의 전환을 시도하고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구의 중력이 줄어들면 지구환경에 어떠한 현상이 일어날까요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.지구의 중력이 커지면 지구가 잡아당기는 힘이 늘어나게 되는 것이니 사람들의 몸무게가 늘게 됩니다. 그렇게 되면 지구의 정상적인 중력에 적응해 살아온 사람들은 몸이 아주 무거워지겠죠? 높게 점프도 못뛰게되고 몸을 잘 가누지 못하게 될 것입니다. 또 사람들의 평균키가 작아지게 될 것입니다. 중력이 커지면 사람들의 키 성장을 방해하기 때문이죠. 사람의 장기도 무게가 2배가되니 장기가 제 역할을 못하게 되어 사망할 수도 있게 될지도 모릅니다. 정말 무서운 일이죠. 또, 어떤 물체를 낙하시켰을 때 물체가 가속되는 정도가 커질 것 입니다. 지구의 중력이 물체에 힘을 가하기 때문에 물체가 낙하하는 것인데, 이것 또한 잡아당기는 힘이 커지기 때문이죠. 의자위에서 뛰어내려도 죽을지도 모르게 되는 것입니다. 또 물도 영향을 받아 높은 위치에서 낮은 위치로 내려올 때 유속이 빨라져 많은 토양이 유실되고, 홍수가 발생하였을 때 아주 위험할 것입니다. 또한 비행기는 중력을 못 이겨 뜨지도 못하고 떠있는 비행기는 곧장 밑으로 추락할 것이고, 지구를 도는 인공위성도 지구를 향해 끌려오면서 파괴되어 인터넷, GPS와 같은 서버가 마비되어 사회는 엄청난 혼란에 빠질 것입니다.중력이 작아지면 심각한 사태가 일어나게 됩니다. 바로 대기중의 공기가 우주로 날아가 버린다는 것입니다. 오존층이 파괴되고, 온실효과를 일으키는 기체가 부족하게 되어 지구가 냉각될 수도 있습니다. 또한 달은 지구의 인력으로 인해 지구 주위를 도는 것인데 지구의 중력이 약해지면 달을 끌어당기는 힘이 약해지면서 원래 돌고 있던 정상 궤도에서 이탈해 지구로부터 멀어지게 되어 조수간만의 차가 생기지 않게 되어 해안생태계에 영향을 끼치게 될 것입니다. 하지만 이보다 더 큰 문제가 발생될 수 있습니다. 주위의 다른 행성에 주위를 돌게 될지도 모르게 되는 것입니다. 지구는 태양과 적정거리만큼 떨어져 공전을 하고 있는데, 지구의 인력이 작아지게 되어 아예 태양 쪽으로 끌려가거나 태양과 가까운 위치에서 공전하게 될 수 있는 것입니다. 이렇게 되면 지구의 기온에 맞춰 살고 있던 생명체들은 적응을 하지 못하고 죽어버릴 것입니다.
물리
Q. 케플러 제3 법칙은 어떤 법칙인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.케플러3법칙은 행성의 공전 주기의 제곱은 그 행성의 타원 궤도 긴 반지름의 세제곱에 비례합니다.이 말은 멀리있는 행성일수록 공전을 느리게한다는말인데 즉 다른방법으로 그 공전주기비율을 말해주는것이죠케플러의 3법칙은 항성이나 행성궤도에 적용되는게 가장 크죠이를 이용하면 어떤 행성의 주기만으로 태양에서 행성까지의 거리를 알 수 있죠. 이 법칙은 관측 가능한 모든 행성에 보편적으로 적용되었기 때문에 ‘조화의 법칙’이라고 불리는 것이고요케플러의 제3법칙으로 분석한 태양계의 행성들은정확히 맞아 떨어짐을 확인할 수 있읍니다.
생물·생명
Q. 물고기를 양식할 때 포르말린이라는 용액을 사용한다고 하던데요
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.우리나라에서는 포르말린을 양식어종인 넙치에만 사용하는 것을 허가하고 있습니다. 넙치 외 식용이 목적인 다른 수산동물에게 포르말린을 사용하는 것은 불법입니다.왜 포르말린 사용이 넙치에만 국한되어 있는 건지에 대해 개인적으로 생각을 해보자면, 넙치가 수산양식산업에서 중요한 종이고, 스쿠티카 또는 익티오보도처럼 외부기생충이 넙치 양식에 큰 피해를 주는 경우가 많기 때문에, 이를 해결하기 위해 넙치에게만 사용할 수 있게 한 것이 아닐까 생각됩니다. 넙치 이외에도 무지개송어와 연어의 알을 소독할 때에도 포르말린을 사용할 수 있습니다.
화학공학
Q. 화학에서 그래핀이라고 하는 것은 뭔가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.그래핀은 탄소 원자들이 육각형의 벌집 모양으로 서로 연결되어 2차원 평면 구조를 이루는 고분자 탄소 동소체입니다.그래핀 하나는 2차원 구조이지만, 실제로 쓰이는 그래핀은 많은 그래핀들이 차곡차곡 쌓인 형태로 존재합니다.흑연에서 분리해냄으로써 처음 그 정체가 알려졌고 또한 흑연과 구성원소가 같읍니다.그런 부면에서 흑연을 뜻하는 Graphite, 그리고 탄소 화합물이므로 탄소화합물을 뜻하는 접미사 'ene'의 두가지 의미가 결합되어, 'Graphite + ene = Graphene' 이 되었읍니다.그래핀의 특성은 다음과 같으니 참고하시기 바랍니다.1) 전기적인 특성 : 구리보다 100 배 이상의 높은 전기전도도2) 기계적 특성 : 현존하는 물질 중 가장 얇은 두께에서 기계적 강도가 가장 높은 소재3) 열적 특성 : 높은 열전도도(다이아몬드의 2배에 해당하는 열전도도 값)4) 광학적 특성 : 단일 층의 그래핀이 지난 광학적 투과도5) 가스차단 특성 : 결점이 없는 2차원의 판상구조 형태를 가지고 있는 그래핀은 산소나 질소 같은 모든 기체에 대해서 우수한 차단특성6) 치수 안정성 : 그래핀의 경우 매우 안정한 탄소원자간의 결합을 통해 형성된 2차원 물질이기 때문에 매우 낮은 열팽창 계수 값을 가지게됩니다
화학
Q. 자석은 왜 열에 민감하고 높은 열을 취약한 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.자석은 자철석으로 이루어져 있는 자성을 띄는 물체입니다.이 자성(끌어당기고 밀어당기는 힘)에는 전자가 있고 이 전자들은 회전을 하고 있는데여기에 열을 가하면 전자에 방해를 받음으로써 본성을 잃게 되죠. 고로 자성이 점점 사라지게 되어 그냥 철 쪼가리가 됩니다. 한번 자성을 잃은 자석은 다시 식혀도 돌아오지 않고요.왜냐하면 열로 인해서 원자배열이 모두 흐트러졌기 때문에 식혀도 소용이 없어요.
생물·생명
Q. 오징어는 뇌가 없다고 하는데?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.오징어 뇌는 식도를 축으로 하는 고리 모양입니다.상당히 형상이 기묘한데, 큰 먹이를 먹다가는 식도가 부풀어 뇌가 파열해 죽을 것이기 때문에 작게 잘라 먹는 수밖에 없는 상당히 비효율적인 구조를 갖고 있읍니다. 흡충류인 간질도 이런 모양의 뇌를 가지고 있읍니다.
화학
Q. 얼음을 혀에 댔을때 붙는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.혀의 온도가 얼음을 일시적으로 녹이지만 그후 얼음의 온도가 0도 가 되어 얼기때문에 혀에 붙읍니다.