안녕하세요. 한진 전문가입니다.
Q. 냉장고를 처음 개발한 사람은 누구인가요?
안녕하세요. 한진 과학전문가입니다.실용적인 기계식 냉장고를 최초로 개발한 사람은 미국의 발명가 제이콥 퍼킨스였습니다. 1834년에 그는 대부분의 현대식 냉동 시스템의 기초가 되는 증기 압축 냉동 사이클을 기반으로 한 냉장고를 만들었습니다. 그러나 냉동 및 인공 냉각의 초기 개념은 고대로 거슬러 올라가 다양한 발명가와 과학자들이 수세기에 걸쳐 기술 발전에 기여했다는 점에 주목할 가치가 있습니다.
Q. 등산갈때 얼린 물병을 신문지로 싸서 가져가면...
안녕하세요. 한진 과학전문가입니다.예, 얼린 물병을 신문지로 싸면 녹는 속도가 느려질 수 있습니다. 이는 절연 및 열전도율의 원리 때문입니다.신문지는 열전도율이 낮아 절연체 역할을 합니다. 이것은 한 영역에서 다른 영역으로 열을 전달하는 데 효과적이지 않다는 것을 의미합니다. 섬유와 페이지 사이에 갇힌 신문의 공기층은 얼어붙은 물병과 주변 환경 사이의 열 전달을 줄이는 장벽을 만듭니다. 결과적으로 환경의 열이 얼어붙은 물에 도달하는 데 시간이 더 오래 걸리므로 녹는 과정이 느려집니다.또한 신문지는 물병 주변의 찬 공기를 유지하는 데 도움을 주어 병 안의 얼음 온도를 유지하는 데에도 기여합니다.요약하면, 신문지로 얼린 물병을 감싸면 신문의 단열 특성과 공기를 가두는 능력으로 인해 녹는 과정을 늦추는 데 도움이 되어 병과 주변 환경 사이의 열 전달을 줄일 수 있습니다.
Q. 화산안에 마그마가 형성되는 원리가 궁금합니다
안녕하세요. 한진 과학전문가입니다.마그마는 지구의 맨틀과 지각에 있는 암석이 녹는 과정을 통해 화산에서 형성됩니다. 이는 다음과 같은 여러 요인으로 인해 발생할 수 있습니다.온도 상승: 주변 암석 물질의 온도가 상승하면 암석이 녹아 마그마를 형성할 수 있습니다. 이것은 맨틀 플룸(mantle plume)으로 알려진 뜨거운 맨틀 물질이 지구의 지각을 향해 상승하여 열을 가져올 때 발생할 수 있습니다.압력 감소: 지각판이 서로 멀어지거나 발산함에 따라 밑에 있는 맨틀의 압력이 감소합니다. 이 감소된 압력으로 인해 맨틀 암석이 부분적으로 녹아 마그마가 형성될 수 있습니다. 이것은 두 개의 해양판이 서로 멀어지는 중앙해령에서 흔히 발생합니다.휘발성 물질의 추가: 물과 이산화탄소와 같은 휘발성 물질의 존재는 암석의 녹는점을 낮춰 암석을 녹여 마그마를 형성할 수 있습니다. 이것은 종종 하나의 지각판이 다른 지각판 아래로 밀려 들어가 물과 기타 휘발성 물질을 운반하는 섭입대에서 발생합니다.마그마가 형성되면 주변의 단단한 암석에 비해 밀도가 낮아 부력이 생깁니다. 이로 인해 마그마가 지구 표면을 향해 상승하여 화산 아래의 마그마 챔버에 축적될 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 마그마 챔버 내의 압력이 증가하여 결국 화산 폭발로 이어질 수 있습니다.
Q. 잠수함에 로봇팔을 만들어 다는 기술은 어떤 원리인가요?
안녕하세요. 한진 과학전문가입니다.잠수함에서 로봇 팔을 만드는 기술의 원리에는 기계, 전기 및 제어 시스템 엔지니어링이 결합되어 정확하고 안정적인 수중 조작이 가능합니다. 로봇 팔의 설계는 일반적으로 몇 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다.기계적 구조: 팔은 일련의 상호 연결된 세그먼트, 관절 및 액추에이터로 구성되어 함께 광범위한 동작과 유연성을 제공합니다. 이러한 부품은 종종 고압과 열악한 수중 환경을 견디도록 설계됩니다.액추에이터: 로봇 팔의 움직임은 모터 또는 유압 시스템과 같은 액추에이터에 의해 구동되며 전기 또는 유압 에너지를 기계적 동작으로 변환하는 역할을 합니다.센서: 힘-토크 센서, 위치 인코더, 깊이 센서를 포함한 다양한 센서가 암에 통합되어 위치, 방향 및 환경과의 상호 작용에 대한 실시간 피드백을 제공합니다. 이 정보는 정확하고 안전한 작동을 위해 매우 중요합니다.제어 시스템: 제어 시스템은 작업자 또는 자율 제어 알고리즘의 명령을 해석하고 이를 액추에이터의 적절한 동작으로 변환하는 역할을 합니다. 시스템은 센서 데이터를 처리하여 정확한 움직임을 보장하고 팔 동작의 안정성을 유지합니다.통신: 잠수함의 로봇 팔은 일반적으로 유선 또는 무선 통신 채널을 통해 주 제어 시스템 또는 인간 조작자와 통신하여 명령을 받고 센서 데이터를 전송할 수 있어야 합니다.보호 재료: 해수의 부식성과 수심에서의 높은 압력으로 인해 로봇 팔과 그 구성 요소는 스테인리스 스틸 또는 티타늄과 같이 부식에 강한 재료로 만들어져야 하며 수중 환경을 견딜 수 있도록 설계되어야 합니다.이러한 구성 요소를 통합함으로써 잠수함의 로봇 팔은 고정밀, 민첩성 및 신뢰성으로 수중 환경에서 물체의 유지 관리, 검사 및 조작과 같은 작업을 수행할 수 있습니다.
Q. 얼음이 녹지 않게 하려면 어떤 모양이나 원리를 이용해야할까요?
안녕하세요. 한진 과학전문가입니다.가능한 한 오랫동안 얼음이 녹지 않게 하려면 따뜻한 환경에서 얼음으로 열이 전달되는 속도를 늦춰야 합니다. 적용할 수 있는 몇 가지 과학적 원리가 있습니다.절연: 절연된 용기나 컵을 사용하여 음료를 마십니다. 스티로폼이나 진공 단열 스테인리스 스틸과 같이 열전도율이 낮은 재료는 환경과 얼음 사이의 열 전달을 최소화할 수 있습니다.표면적 및 모양: 더 따뜻한 환경과 접촉하는 표면적에 따라 열 전달률이 증가합니다. 더 큰 얼음 조각이나 구체를 사용하면 더 따뜻한 액체에 노출되는 표면적을 줄여 녹는 과정을 늦출 수 있습니다.상 변화 물질(PCM): 이 물질은 고체에서 액체로 상이 변할 때 열을 흡수하거나 방출할 수 있습니다. 재사용 가능한 아이스팩과 같이 물의 어는점 이하의 온도에서 동결되는 PCM을 사용하여 더 낮은 온도를 유지하고 얼음이 녹는 속도를 늦출 수 있습니다.반사 표면: 반짝이거나 반사되는 표면은 열복사를 반사하는 데 도움이 되어 얼음으로 전달되는 열의 양을 줄일 수 있습니다. 반사 내부가 있는 컵을 사용하거나 용기 주변에 반사 재료를 배치할 수 있습니다.전도 감소: 음료의 얼음과 액체 사이의 직접적인 접촉을 제한할 수 있다면 녹는 과정을 늦출 수 있습니다. 얼음과 액체 사이의 접촉을 최소화하기 위해 메쉬 또는 플로팅 장벽을 사용할 수 있습니다.전반적으로 이러한 원리를 적용하면 더 오랜 시간 동안 얼음이 녹는 것을 방지하고 더운 여름에 시원한 음료를 즐길 수 있습니다.