안녕하세요. 이종민 전문가입니다.
Q. 비온뒤에는 왜 기온이 내려가나요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.비가 내리면 공기 중의 수증기가 비로 변해 수분이 증발하고, 수증기를 함유한 공기가 대기로 상승하여 높은 고도에서 물방울을 형성합니다. 이러한 현상은 대기 상승 기류라고도 합니다.비 후에는 상승 기류가 끝나면서 고도가 높은 지역의 차가운 공기가 떨어져 내려와 지면과 교차하게 됩니다. 이러한 과정에서 차가운 공기와 따뜻한 지면의 차이로 인해 지면 근처의 공기가 냉각되어 기온이 내려가는 것입니다. 이런 현상을 냉각 현상이라고 합니다.또한, 비가 내리는 동안에는 구름이 많이 생겨서 태양광이 차단되어 일조량이 줄어들고, 지면의 열이 증발에 의해 빠져나가기 때문에 기온이 일시적으로 낮아질 수 있습니다.따라서, 비 후에는 대기 중 수증기 양이 감소하고, 차가운 공기가 지면과 교차하면서 기온이 내려가게 됩니다.
Q. 2차전지 소재중 현재의 음극재의 단점과 향후 실리콘음극재의 원리와 방향이 궁금합니다.
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다. 현재 2차전지 음극재로 많이 사용되는 것은 그래핀과 리튬코발트산화물(LCO)입니다. 하지만 이들 음극재에는 여전히 몇 가지 문제점이 있습니다.첫째, 그래핀은 높은 전도성과 낮은 내부 저항을 가지고 있지만, 전기화-충전 반복 과정에서 구조 변화가 일어나면서 전도성이 감소합니다. 이로 인해 충전 용량이 감소하는 문제가 발생할 수 있습니다.둘째, LCO는 안정성이 높고 충전 용량이 크지만, 높은 가격과 고체 구조물이 아닌 분말 구조 때문에 구성 소재의 기계적인 분산과 전기전도성이 낮아질 수 있습니다.실리콘음극재는 이러한 단점을 보완하기 위해 연구되고 있는 음극재입니다. 실리콘은 풍부한 자원으로, 낮은 비용으로 대량 생산이 가능합니다. 또한, 실리콘은 리튬이 전자를 받아들이는 능력이 높기 때문에 충전 용량이 크고, LCO와 달리 고체 구조를 가지고 있어 전기전도성이 높아 충전-방전 효율이 높아질 수 있습니다.하지만, 실리콘음극재에도 몇 가지 문제점이 있습니다. 첫째, 충전-방전 반복 과정에서 실리콘 구조 변화가 발생하면서 충전 용량이 감소하는 "용량 감소 현상"이 발생합니다. 둘째, 실리콘 구조의 팽창-수축 현상으로 인해 구조가 파손될 수 있습니다.이러한 문제점을 극복하기 위해, 현재 연구되고 있는 방향으로는 실리콘과 다른 원소를 혼합하여 합금을 만드는 방식과, 나노 구조물을 적용하는 방식이 있습니다. 합금을 만드는 방식은 실리콘의 구조 변화를 억제하고 충전-방전 효율을 높일 수 있습니다. 나노 구조물을 적용하는 방식은 실리콘의 구조 안정성을 높여 용량 감소 현상을 완화할 수 있습니다.
Q. 지구의 자기장은 어떻게 발생하며, 어떤 영향을 끼치는 걸까요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.지구의 자기장은 지구 내부에서 생성되는 지구 자기장과 외부에서 오는 태양풍 등의 자기장이 결합된 지구 자기권으로 구성됩니다.지구 내부에서는, 지구의 액체 상태인 외부핵과 고체 상태인 내부핵 사이에서 회전하면서 생성되는 지구의 회전 운동으로 인한 대류 전류가 발생합니다. 이 대류 전류는 지구의 자기장을 생성하는데 중요한 역할을 합니다. 지구 내부에서 생성된 자기장은 지구 주변 공간에서 우주 활동으로부터 지구를 보호하고, 지구 상에 존재하는 생명체들이 지구의 자기장을 이용하여 방사선 등으로부터 보호하는 역할을 합니다.또한, 태양에서 발생한 태양풍 등의 자기장과 지구 자기장이 상호작용하면서 광학 현상인 오로라 현상을 일으키기도 합니다.
Q. 형광등 W 와트는 어떤 차이점이 있는지 궁금합니다.
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.W는 '와트(Watt)'의 약자로, 전기 사용량의 단위입니다. 와트는 전기의 세기(Amperes)와 전압(Volts)의 곱으로 계산됩니다. 즉, 1 와트는 1 아프(Ampere)의 전류가 1 볼트(Volt)의 전압으로 흐를 때 사용되는 전력을 나타냅니다.따라서 32W와 36W의 차이는 전력의 차이입니다. 36W 형광등은 32W 형광등보다 약간 더 많은 전력을 소모합니다. 전력이 높을수록 밝기와 발광 효율이 높아질 수 있으나, 높은 전력을 사용하면 전기 사용량이 많아지므로 전기 요금이 더 비쌉니다.
Q. 아직도 발굴 중이라는 진시황릉은 참 경이로운데요. 어떤 건축방식으로 지하에 그렇게 많은걸 건축할 수 있죠?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.진시황룡은 중국의 명나라 시대인 15세기에 건설된 황제의 무덤으로, 현재까지도 발굴 작업이 이어지고 있습니다. 이 무덤은 동양의 궁궐 건축기술과 그리스 로마 시대의 건축 기술이 조합된 형태로 지어졌습니다.진시황룡의 지하 구조물은 크게 5개의 계층으로 나누어져 있으며, 이는 건축 기술적으로 매우 복잡한 구조물입니다. 지하 3층에는 황제와 황후를 비롯한 다수의 인물 조각이 존재하며, 이들은 동시대의 조각기술의 최고 수준을 보여주고 있습니다. 지하 4층에는 황제의 공간이 있으며, 다양한 보물과 유물이 발견되었습니다.진시황룡의 건축 기술은 지하 구조물을 만드는 데 있어서도 매우 특이한 방식을 사용했습니다. 지하 구조물은 고속열 굴착기술을 이용하여 만들어졌으며, 이는 지하에 터널을 파고 그 안에 벽돌과 돌을 이용하여 건축하는 방식입니다. 이 방식은 근대 기술이 나온 후에도 다양한 지하 공사에 사용되고 있습니다.또한, 진시황룡은 지하 구조물을 만들기 위해 다양한 공학 기술도 사용했습니다. 예를 들어, 지하 공간을 안정시키기 위해 지하에 철사망을 사용하거나, 환기 시스템을 설치하여 공기를 순환시키는 등의 방식을 사용했습니다. 이러한 공학 기술들이 진시황룡의 지하 구조물을 안정적으로 만드는 데 큰 역할을 했습니다.