안녕하세요 이승훈 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 번개가 생성되는 원리가 궁금합니다.
번개는 일종의 전기 방전 현상입니다. 번개가 발생하는 원리는 여러 요소들이 복합적으로 작용하는 결과입니다. 일반적으로, 번개는 지구의 대기에서의 차지한 전하량이 비대칭적으로 분포되어 있을 때 발생합니다.번개는 일반적으로 구름과 대지 사이, 또는 구름과 구름 사이에 발생합니다. 구름 안쪽에서는 양성 이온과 음성 이온, 물방울, 얼음 결정 등이 서로 충돌하여 전하를 양성 또는 음성으로 분리합니다. 이 과정에서 구름의 상태가 양성 또는 음성으로 극성화됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 풍등이 하늘로 올라가는 원리는 뭔가요?
풍등은 가벼운 재질인 종이나 천으로 만들어진 기구입니다. 일반적으로는 열기구 원리를 이용하여 공기를 가열하여 풍등 내부에 있는 공기를 가볍게 만들어줍니다.풍등 하단에는 소형 버너가 달려있는데, 이 버너를 사용하여 가스를 연소시켜 공기를 가열합니다. 가열된 공기는 밀도가 낮아지기 때문에, 풍등 내부의 공기보다 가벼워지게 됩니다. 이렇게 가벼워진 공기는 풍등을 끌어올리기 시작하게 되고, 풍등이 올라가는 속도는 가열된 공기의 온도와 양, 풍속 등에 따라 결정됩니다.
기계공학
Q. 비가올때는 왜 자동차가 미끄럽나요?
비로 인해 도로 표면과 타이어 사이의 마찰 계수가 감소하기 때문입니다. 마찰 계수는 두 개체 사이의 마찰력의 크기를 나타내는 값으로, 마찰력이 클수록 마찰 계수가 높아지며, 마찰력이 작아지면 마찰 계수가 낮아집니다.따라서 비가 오는 날에는 차량의 제동거리가 늘어나게 됩니다. 이는 제동력이 타이어와 도로 표면 사이의 마찰력에 의해 결정되기 때문입니다. 마찰력이 작아지면 제동력도 작아지기 때문에, 비가 오는 날에는 평소보다 차량의 속도를 줄이는 것이 중요합니다.
화학
Q. 인공지능이 인간의 일상 생활에 영향을 어떻게 미치고 있나요?
인공지능 기술은 의료, 교육, 경제 등 다양한 분야에서 빠르게 발전하며 변화를 일으키고 있습니다. 의료 분야에서는 환자 데이터를 분석하여 진단과 치료를 개선하기 위해 인공지능 기술이 사용되고 있습니다. 교육 분야에서는 인공지능 기술이 개인 맞춤형 학습 경험을 제공하고 학생 성과를 개선하기 위해 적용되고 있습니다. 경제 분야에서는 고객 서비스와 같은 다양한 작업을 자동화하고 운송 및 제조 산업에서 효율성을 개선하기 위해 인공지능 기술이 사용되고 있습니다.
전기·전자
Q. 태양광 발전이 전기 생산에 기여하나요?
태양광 발전은 태양 복사를 집중시키는 광전지(PV) 패널 또는 거울을 사용하여 생성됩니다. 광전지 패널은 반도체 재료를 사용하여 햇빛을 직접 전기로 변환하여 작동합니다. 태양광이 패널에 닿으면 반도체 재료의 전자가 여기되어 패널을 통해 전류로 흐릅니다. 이 전기는 즉시 사용하거나 나중에 사용할 수 있도록 배터리 또는 열 저장 장치에 저장할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 인공지능이 인간의 뇌를 어떻게 모방할까요?
인공지능은 현재까지 인간의 뇌를 완전히 모방하지는 못하지만, 뇌의 일부 기능을 모방하려는 노력이 지속적으로 이루어지고 있습니다. 인공지능은 대개 심층 학습(deep learning) 및 인공 신경망(artificial neural network)과 같은 기술을 사용하여 인간 두뇌의 작동 방식을 모방하려고 합니다. 심층 학습은 인간 두뇌의 뉴런 간 연결과 유사한 방식으로 동작하는 다층 인공 신경망을 사용하여 데이터를 분석하고 이해하는 기술입니다. 인공 신경망은 인간의 뇌를 모방한 구조로 구성된 컴퓨터 시스템입니다. 인간의 뇌처럼 인공 신경망은 입력 데이터를 처리하고 출력을 생성하는 뉴런을 사용합니다. 이러한 뉴런은 입력 신호를 받아들이고 출력 신호를 생성하며, 이러한 뉴런들은 서로 연결되어 다양한 처리를 수행합니다.하지만 인간의 뇌는 아직도 많은 수의 미스터리와 미해결 문제를 가지고 있으며, 인공지능이 그러한 문제들을 해결하기에는 기술적으로 한계가 있습니다. 그러나 현재의 연구는 인공지능이 인간의 학습 및 추론 능력을 모방하는 데 더욱 가까워지고 있습니다.
화학공학
Q. 물티슈는 재질이 프라스틱이라고 하는데 맞는가요?
네, 일반적으로 물티슈는 펄프로 만든 종이 재질이 아니라 찢어지지 않는 합성섬유 재질로 만들어진다고 합니다. 이러한 합성섬유 재질은 일종의 플라스틱으로 생각할 수 있습니다. 하지만 물티슈의 재질은 폴리에스테르 혼방의 부직포 원단으로 만들어지기도 합니다. 이러한 폴리에스테르는 비분해성 물질로 썩기까지 약 수백년 이상 걸린다고 합니다.
전기·전자
Q. 리모컨 무선으로 전자제품을 작동시키는 원리는 무엇인가요?
리모컨에서 발생하는 신호는 전파를 통해 가전제품에 도달합니다. 일반적으로 리모컨은 적외선(IR, Infra-Red) 방식을 사용하며, 리모컨에서 발생하는 신호는 IR LED(발광다이오드)를 통해 방출됩니다. IR LED는 인간 눈에 보이지 않는 적외선 파장의 광선을 방출합니다.가전제품은 리모컨으로부터 전달받은 적외선(IR) 신호를 감지하여 작동합니다. 가전제품에는 IR 수신 모듈이 있으며, 이 모듈은 리모컨에서 방출된 적외선(IR) 신호를 감지하여 전기 신호로 변환합니다. 그리고 변환된 전기 신호는 가전제품의 제어회로에 전달되어 소리를 올리거나 단계를 높이거나 하는 작업을 수행합니다.이러한 방식으로 리모컨과 가전제품 사이에서 적외선(IR) 신호가 전파되고, 이 신호를 감지하여 전기 신호로 변환된 후 제어회로에 전달되어 가전제품을 작동시키는 것입니다.
화학
Q. 역삼투압의 원리는 어떻게 되는지요?
역삼투압은 삼투압과 반대로 농도가 높은 쪽의 액체에 외부 압력을 가하여 순수한 물만 반투막을 통과시키는 정수방법입니다. 이 방법은 미생물, 바이러스, 중금속 등 각종 불순물을 깨끗이 걸러낼 수 있으며 해수에서의 담수화나 상수도의 막 여과공법에 사용됩니다. 역삼투압 시스템은 오염물 급수일 경우 반투막에 압력 힘을 이용하여 물을 RO(Reverse Osmosis) 멤브레인의 오염 물질이 적은 쪽으로 흘러 깨끗한 식수를 제공합니다.
전기·전자
Q. 전기차 배터리 리튬질문입니다.
전기차의 배터리 용량은 차종 및 모델에 따라 다르기 때문에 정확한 답변은 불가능하지만, 대부분의 전기차에서는 리튬 이온 배터리가 사용됩니다.전기차의 배터리 용량은 픽업트럭, 승용차, 대형차에 따라 다양합니다. 예를 들어, 테슬라 모델 S의 배터리 용량은 75kWh에서 100kWh이고, 테슬라 사이버트럭의 배터리 용량은 250kWh에서 500kWh입니다. 배터리의 용량이 크면 주행 거리가 더 멀어지기 때문에, 큰 차량일수록 더 많은 양의 리튬이 필요합니다.일반적으로, 전기차의 배터리에 사용되는 리튬의 양은 약 1kg에서 15kg까지 다양합니다. 이것은 차종, 배터리 크기 및 기술적인 요소에 따라 다릅니다.