안녕하세요 이승훈 전문가입니다.
기계공학
Q. 소총에 달려있는 소음기 원리에 대해서 알고 싶어요.
소음기는 총의 발사 소음을 감소시키기 위해 설계된 장치입니다. 일반적으로 총의 발사 소음은 총알이 총구를 빠져나갈 때 발생하는 폭발음과 총구에서 방출된 가스의 소리가 합쳐져서 발생합니다. 이러한 소리를 감소시키기 위해서는 총알이 총구를 빠져나갈 때 발생하는 폭발음과 가스의 소리를 감소시켜야 합니다.소음기는 이를 위해 내부에 각종 물질을 사용하여 소리를 흡수하고, 반사하며, 분산시키는 등의 역할을 수행합니다. 대표적으로는 소음기 내부에 흡음재(음향 흡수재)를 사용하여 소리를 흡수하고, 내부 구조를 최적화하여 소리의 반사를 최소화하여 소리가 증폭되는 것을 방지하고, 길이나 구조를 변경하여 소리의 주파수를 분산시켜서 소리의 세기를 감소시킵니다.
화학
Q. 수소차의 원리를 알고싶습니다.
수소차는 수소 연료전지를 사용하여 동력을 발생시키는 차량입니다. 이 차량의 동력원은 일반적으로 연료전지 스택으로 불리는 장치입니다.연료전지 스택은 수소와 산소가 전기화학반응을 일으켜 전기 에너지를 생성하는 장치입니다. 이 반응에서 생성된 전기 에너지는 모터를 구동하여 수소차를 움직입니다.수소 연료전지는 일반적으로 두 개의 전극, 양극과 음극이 있습니다. 연료전지에서 수소는 양극으로 이동하고, 산소는 음극으로 이동합니다. 이 과정에서 수소 분자는 전해질로 구성된 전극과 상호작용하며 전기화학적 반응을 유도합니다. 이 반응에서는 전기 에너지, 물과 열이 생성됩니다. 이때 물은 수소차의 배기에서 배출됩니다.수소차는 전기차와 유사한 방식으로 작동하지만, 전기 충전 대신 수소 충전소에서 수소를 공급받습니다. 수소 충전소에서는 압축된 수소를 제공하며, 이를 연료전지 스택으로 전달합니다. 연료전지 스택에서 전기 에너지가 생성되면 모터가 작동하여 차량을 움직입니다.
전기·전자
Q. 오래된 전자랜지가 작동이 불규칙하여 ...
전자렌지와 전기 오븐은 전기 에너지를 이용하여 음식을 가열하는 방식은 비슷하지만, 작동 원리가 약간 다릅니다.전자렌지는 마이크로파를 이용하여 음식물 내부를 가열하는 반면, 전기 오븐은 내부에 열원을 두고 공기 중의 열을 전달하여 음식을 가열합니다. 이러한 차이 때문에, 전자렌지와 전기 오븐은 서로 교체해서 사용할 수 없습니다.전자렌지는 주로 빠르게 음식물을 가열하고 해동하는데 사용되고, 전기 오븐은 보통 빵, 케이크, 쿠키 등을 구워낼 때 사용됩니다.
기계공학
Q. 자동차의 브레이크 제동 원리에 대해 궁금합니다.
자전거의 경우, 브레이크 레버를 당기면 브레이크 캘리퍼와 함께 패드가 바퀴의 림을 직접 누르면서 마찰력이 발생합니다. 이로 인해 바퀴가 멈추게 되는데, 이때 마찰열이 발생합니다. 이는 브레이크 패드가 바퀴의 림을 마모시키는 원리와 같습니다.자동차의 경우, 디스크 브레이크를 사용하는 경우가 많습니다. 디스크 브레이크는 바퀴와 함께 회전하는 디스크와 브레이크 캘리퍼와 함께 설치된 브레이크 패드로 구성됩니다. 브레이크를 밟으면 브레이크 캘리퍼가 디스크를 누르면서 마찰력이 발생합니다. 이 때 디스크와 패드 사이에 열이 발생할 수 있습니다. 디스크와 패드의 마찰력에 따라 열의 양이 다를 수 있지만, 고온에서도 정확한 제동을 위해 브레이크 시스템은 열을 효과적으로 배출하도록 설계됩니다.따라서, 자전거와 자동차 모두 제동원리는 기본적으로는 유사하지만 구성이나 작동 방식은 차이가 있습니다. 또한 자동차는 무게나 속도 등의 요인으로 인해 자전거보다 더 많은 열이 발생할 수 있으며, 이를 감안하여 브레이크 시스템이 설계됩니다.
전기·전자
Q. 차동변압기의 원리및 쓰이는 곳에 대한 문의입니다.
차동변압기는 전기 시스템에서 보호 목적으로 사용되는 특별한 종류의 변압기입니다. 차동변압기는 두 개의 코일로 구성되어 있으며, 각각의 코일은 서로 반대 방향으로 감겨져 있습니다. 이러한 구조 때문에 차동변압기는 두 개의 코일 사이에 흐르는 전류의 차이를 감지할 수 있습니다.차동변압기의 동작 원리는 매우 간단합니다. 전압이 변압기의 일쪽 코일에 인가되면, 이 코일에 전류가 흐르게 됩니다. 이때, 전류가 흐르는 동시에 다른 코일에서도 전류가 흐르게 됩니다. 하지만, 이 전류는 반대 방향으로 흐르므로 두 전류가 상쇄되어 서로 상쇄됩니다. 만약에 두 전류가 상쇄되지 않고 차이가 발생한다면, 이는 외부에서 유입된 전류가 있다는 것을 의미하므로 차동변압기는 이를 감지하고 보호 작업을 수행합니다.차동변압기는 보통 발전소, 전력변환소, 고압선로 등 전력 시스템의 중요한 부분에서 사용됩니다. 이러한 장비들은 전류가 고갈되거나 갑작스런 전압 변화 등으로 인해 손상될 가능성이 높기 때문에 차동변압기를 사용하여 이를 방지하고 전력 시스템을 안전하게 운영할 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 여름이 비닐하우스는 왜 바깥 온도보다 높게 되는건가요?
태양열 : 비닐하우스는 투명한 비닐로 만들어져 있기 때문에 태양광이 직접 들어와서 내부를 더욱 뜨겁게 만듭니다. 또한, 비닐하우스 내부에서 태양광이 반사되어 공기 중에서 에너지가 충돌하여 더욱 뜨거워지는 현상도 발생할 수 있습니다.습도 : 비닐하우스 내부에는 식물이나 작물 등의 증발물이 많아서 공기 중 습도가 높아집니다. 습도가 높아지면 공기가 가지는 수증기 포화수증기압이 높아지게 되어 온도가 더욱 상승하는 현상이 발생할 수 있습니다.따라서, 비닐하우스 내부 온도는 바깥 온도보다 높아질 수 있습니다. 비닐하우스 내부 온도를 낮추기 위해서는 태양열 차단을 위한 그늘막, 환기 시스템, 에어컨 등을 사용하는 것이 좋습니다.
화학
Q. 1차 전지와 2차 전지 뭐고 뭐가 다른지 궁금합니다.
1차 전지는 일회용 전지로, 사용 후에는 폐전지 처리를 해야합니다. 일반적으로 아연-탄산 망간 전지, 알카라인 전지 등이 여기에 해당됩니다.반면, 2차 전지는 충전 및 사용이 반복 가능한 재충전 가능 전지입니다. 즉, 일정한 양의 전기 에너지를 저장한 후, 해당 전지를 충전하면 다시 사용할 수 있습니다. 대표적인 2차 전지로는 리튬 이온 전지, 니켈-카드뮴 전지, 납-산화물 전지 등이 있습니다.최근 자동차 배터리 시장에서 핫한 2차 전지는 대개 리튬 이온 전지를 말합니다. 이는 충전 및 방전 시 리튬 이온의 이동으로 전기 에너지를 생성하고 저장합니다. 리튬 이온 전지는 높은 에너지 밀도, 경량화 및 긴 수명을 가지며, 이러한 이점으로 인해 모바일 기기 및 전기 자동차 등에 많이 사용되고 있습니다.
전기·전자
Q. 실리콘 음극제라는게 어떤 원리로 배터리에 사용되어서 배터리 저장 용량을 늘릴수 있는 건가요??
기존에는 그래핀, 금속산화물 등이 음극재로 사용되어왔으나, 실리콘은 높은 용량 및 저가로 인해 주목을 받고 있습니다.실리콘 음극재를 사용하면, 기존의 음극재보다 용량을 크게 늘릴 수 있습니다. 이는 실리콘이 기존의 음극재에 비해 높은 전기화학적 용량을 가지기 때문입니다. 즉, 실리콘은 전하를 많이 저장할 수 있으므로, 동일한 부피의 배터리 셀에서 더 많은 전력을 저장할 수 있게 됩니다.그러나 실리콘 음극재는 한 가지 문제가 있습니다. 실리콘은 충전과 방전 과정에서 부피가 크게 변하게 되는데, 이러한 부피변화로 인해 음극재 구조의 변화가 일어나게 됩니다. 이 구조 변화는 배터리 수명에 영향을 미치기 때문에, 실리콘 음극재 기술의 상용화에는 아직도 기술적인 문제가 남아있습니다.
토목공학
Q. 씽크홀을 안생기게 할수는 없나요?
씽크홀은 지하 수도관이나 배수관 등 지하 구조물이 부식되어 생기는 구멍이나 동굴형태의 확장이다. 이는 지하 구조물에 유입된 물이 지하토막이나 다른 물질과 접촉하여 화학 반응을 일으켜 부식되거나, 지하 구조물 내부에 공기가 존재해 수압으로 인해 무너지는 등의 이유로 발생한다.씽크홀의 예방 방법은 다음과 같다.교통량을 줄이는 것: 교통량이 많은 지역은 지하수로의 유입량이 많아져 씽크홀이 발생할 가능성이 높아진다. 따라서 교통량을 줄이는 것이 중요하다.지하 수로 관리: 지하 수로를 청소하고, 수압을 조절하며, 부식을 방지하기 위한 적절한 대책을 마련해야 한다.지하 구조물의 유지 보수: 지하 구조물의 부식이나 손상 부분을 빠르게 처리하여 예방하는 것이 중요하다.지하 구조물의 설계: 지하 구조물 설계 시 부식 방지와 안전성을 고려하여 설계하는 것이 중요하다.씽크홀이 발생하면 인명 피해나 재산 피해가 발생할 수 있으므로, 지하 구조물의 유지 보수와 관리가 필요하다. 또한, 씽크홀이 발생할 가능성이 높은 지역에는 사전에 대처하기 위한 계획이 마련되어야 한다.
화학
Q. OLED는 어느 정도의 기술인가요? 향후전망은 어떠 한가요?
OLED는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode)의 약자로, 기존의 LCD(액정 디스플레이)와 달리 백라이트를 필요로 하지 않는 자체 발광성 디스플레이 기술입니다. OLED는 얇고 가벼우며, 낮은 전력 소비와 빠른 반응 속도, 넓은 시야각 등의 장점을 갖고 있습니다.OLED 기술은 이미 상용화가 이루어졌으며, 현재는 주로 스마트폰, TV 및 모니터 등의 디스플레이 분야에서 사용되고 있습니다. OLED는 점차 발전하고 있으며, 미래에는 더욱 높은 해상도와 색감, 유연성, 투명도 등의 기술적 발전이 예상됩니다.OLED는 매우 유용한 기술이며 우리의 생활에 다양한 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 스마트폰, TV 및 모니터 등의 OLED 디스플레이는 더욱 선명하고 생생한 색감을 제공하여 더욱 뛰어난 시청 경험을 제공할 수 있습니다. 또한, OLED 기술의 발전으로 인해 더욱 얇고 가벼운 디스플레이가 제작될 수 있어 이를 활용한 더욱 휴대성이 높은 장비나 더욱 큰 크기의 디스플레이가 만들어질 수 있습니다.또한, OLED 기술은 에너지 효율적이며 환경 친화적인 기술이기 때문에 지속 가능한 발전에 기여할 수 있습니다. 따라서 OLED 기술은 다양한 산업 분야에서 더욱 중요한 역할을 수행할 것으로 예상됩니다.