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답변 내역

추운 겨울 음펨바 효과는 어떤 원리로 물을 얼리는 것인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 음펨바 효과(Mpemba effect)는 같은 냉각 조건에서 고온의 물이 저온의 물보다 더 빨리 어는 현상 또는 그 효과를 말한다.이는 35℃ 물과 5℃ 물로 실험하였을 때 비교효과가 극대화된다. 1963년 탄자니아의 에라스토 음펨바(Erasto B. Mpemba)가 처음 발견했다고 해서 붙은 명칭이다.원인은 2013년 11월 싱가폴 남양이공대학 쑨장칭, 시장 교수 연구팀에 의해 물의 수소결합과 공유결합의 에너지 상관관계에 의한 현상임이 밝혀졌다. 물 분자 사이 수소결합으로 인해 하나의 물 분자를 이루고 있는 각각의 수소 원자, 산소 원자의 공유결합은 분자들을 가까이 붙일 때 길어지며 에너지를 축적한다. 이후 물을 끓이면 물 분자 사이 간격이 벌려지면서 수소결합 역시 길어진다. 이렇게 끓인 물을 냉각할 때는 공유결합 길이가 다시 줄어들면서 축적했던 에너지를 방출하게 된다. 뜨거운 물은 축적된 에너지 양이 많아 냉각시 더 빠른 속도로 에너지를 방출하게 되는 것이다.출처 : 나무위키 - 음펨바 효과
학문 / 물리
24.01.07
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똑같이 낮에 자는데 왜 야간일을 하면 더 피곤하나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 야간업무 및 철야는 세계보건기구에서 2급 발암물질로 규정했을 정도로 건강이 급속도로 나빠질 가능성이 높다. 특히 위장기관이 좋지 않은 사람의 경우에는 하루만 철야해도 소화기능이 약해져 배변활동이 잦아지기도 한다. 또한 주침야활을 하는 사람들은 대부분 활동 시간에 밖에 나가거나 여기저기를 돌아다니면서 깨어 있는 것이 아니라 한밤중에 집을 비롯한 실내에서 인공 조명을 받으며 텔레비전, 책, 인터넷 등으로 소일하게 되는데, 이러면 신체 활동이 현저히 부족하여 운동부족이 될 가능성이 높다. 또 앞에서 말했듯이 제 시간에 제대로 된 밥을 챙겨먹기도 어렵고, 취침의 개념이 때 되면 자는 것이 아니라 놀다 놀다 지쳐서 햇빛과 함께 잠드는 것이 되기 때문에 잠을 자고 일어나도 만성 피로를 느낄 확률이 높다. 사람은 낮에 밖에서 활동하면 태양빛을 통해 멜라토닌을 분비하게 된다고 한다. 이 멜라토닌은 밤에 숙면을 이끄는 물질이라고 하며, 이것이 부족할 경우 잠이 안 오는 경우도 종종 있다고 한다. 운동부족이 수면 불균형으로 이어지는 것은 나름의 근거가 있는 셈. 결국 간, 위, 장, 허리뼈와 골반 등 주요 신체기관과 함께 의자에 너무나 오랜 시간을 앉아있어서 손상을 입기 쉬워질 가능성도 정상적인 생활을 하는 사람에 비해 더욱 커진다.또한 정신적인 문제로, 일조량 부족으로 인한 비타민 D 결핍의 문제도 있다. 비타민 D 결핍의 경우 우울증으로 이어질 위험성이 크다.출처 : 나무위키 - 주침야활
학문 / 토목공학
24.01.07
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전자제품이 쇼트되었다는 것은 무슨 의미인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 전자제품의 단락 또는 합선을 말하며 한국에서는 줄여서 쇼트라고 부르는 경우가 많다. 회로 설계상 접촉되면 안되는 두 도체, 즉 서로간의 부하가 거의 없는 상태에서 전류적으로 접촉되는 현상을 말하는 것으로 쇼트가 나면 의도치않은 과전류가 흐르게 되고 그 막대한 전기 에너지가 발산하는 발열로 인해 화재가 일어날 수도 있는 현상이다.출처 : 나무위키 - 쇼트
학문 / 전기·전자
24.01.07
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밤하늘 태양계 행성을 눈으로 보는 것은 몇 시간 전 별의 모습인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 우리가 보는 별은 태양빛에 의해사 반사되는 빛이거나 자체 빛이 반사되어서 오는 별입니다. 즉 빛위 속도로 와서 우리가 보는 것인데요. 일반적으로 별이 얼마나 머냐에 따라서 다르지만 빛의 속도는 1초에 약 30만km를 가기때문에 별이 어디에 있냐에 따라서 그 빛이 오는 속도 만큼 이전에 빛이 오는 것입니다. 대략 1광년 거리의 별이면 대략 1년전 별을 보는 거라고 생각하시면 됩니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.01.07
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소리는 무엇으로 이루어져 있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 소리(sound) 또는 음파(音波)는 공기와 같은 매질의 진동을 통해 전파되는 파동으로, 대개 가청음파(可聽音波), 곧 사람의 귀로 들을 수 있는 진동수를 가진 음파를 말한다.귀는 크게 평형과 기압을 감지하는 내이와 고막을 경계로 하는 외이로 구분되는데, 고막은 매우 얇은 막으로써 진동인 소리를 감지하는 것에 특화되어 있다. 물론 귀 외의 기관으로 감지하는 동물도 있고, '진동'인 만큼 매질 전달을 촉각으로 감지할 수도 있다.출처 : 나무위키 - 소리
학문 / 지구과학·천문우주
24.01.07
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햇빛이 강할 때 아지랑이는 어떤 원리로 발생하는건가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 햇빛이 강하게 내리 쬘 때 공기가 지면 근처에서 불꽃같이 아른거리며 위쪽으로 흐르는 현상. 지면이 뜨겁게 달구어진 날, 먼 풍경이 지면 근처에서 불꽃같이 아른거리며 보이는 현상을 말한다. 봄철에 날씨가 맑은 날이나 여름철 햇빛이 강하게 내리 쬘 때, 도로·모래사장·초원 등에서 쉽게 발견할 수 있다.고온으로 가열된 지면에 닿은 공기는 뜨거워지면서 주위 공기보다 가벼워지고, 부력을 받아 위로 올라간다. 공기의 온도에 따라 빛의 굴절률이 다르기 때문에 지면에서 급격히 대류하는 공기덩어리 사이를 통과하는 빛은 이리저리 굴절한다. 그렇기 때문에 먼 풍경이 불꽃처럼 위로 아른거리는 모습을 보게 된다. 따라서 지면 근처에서 뿐 아니라 가열된 물체 위에서도 관찰할 수 있다. 또한 모닥불이나 화톳불, 불 켜진 가스레인지에서도 발견할수 있다.출처 : 나무위키 - 아지랑이결국 아지랑이는 날씨가 더운날 지면이 열을 받으면서 공기가 뜨거워 지면서 공기가 가벼워져서 위로 올라가는데 이때 빛의 굴절이 바뀌면서 먼곳에 있는 풍경이 가까이 보이면서 발생되는 것으로 전세계적으로 특히 더운 날씨의 나라에서는 잘 보인다고 합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.01.06
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유전자 돌연변이와 염색체 돌연변이의 차이점은?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 생물의 유전자(DNA)를 보관 내지 보호하고 있는 핵산과 단백질로 이루어진 구조체를 말한다.(출처 : 나무위키-염색체)즉 염색체 내에 유전자가 들어 있는 것입니다. 그래서 유전자 돌연변이는 유전물질인 DNA의 염기서열이 돌연변이로 인해서 발생되는 문제 입니다. 알비노증이나 남성 섬유증등이 있습니다. 염색체 돌연변이는 염색체가 결실되거나 염색체 수가 이상으로 발생되는 돌연변이 입니다. 클라인펠터증후군이나 터너증후군 다운증후군등이 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.01.06
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사람이 물속에서 숨을 안쉬고 가장 오래 견딜 수 있는 시간은 얼마나 되나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 세계 기네스 기록을 보하고 있는 크로아티아 출신의 부디미르 부다 쇼바트라는 사람이 한번 호흡하여서 잠수를 24분 33초 동안 했다고 합니다. 기록만 들어봐도 어마어마한데요. 이런걸 보면 사람은 적응의 동물이라고 연습을 꾸준히 하면 더 오래도 할수 있지 않을까 싶습니다. 일반적인 사람은 잠수를 30초~1분30초 한다고 합니다. 그런데 꾸준한 운동을 통해서 폐활량을 늘리고 또한 잠수 시 호흡을 하고 싶다고 느끼는것은 뇌에서 하는 판단이지 실제로 부족한건 아니라고합니다. 이렇듯 꾸준한 훈련과 정신력으로 준비하면 점점 더 오래 잠수를 할수 있다고 합니다.
학문 / 생물·생명
24.01.06
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왜 내가 듣는 내 목소리랑 녹음한거랑 다르죠?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 목소리는 폐 속으로 침투한 공기가 후두 안의 성대를 통과하며 빠져나올 때의 진동으로 만들어지는 소리입니다. 이때 성대의 근육이 서로 부딪히면서 성대가 열렸다 닫히는 과정이 반복되고, 그 과정에서 배출되는 공기가 목소리의 주파수를 결정합니다. 이 주파수는 마치 지문과 같이 사람 별 고유의 목소리를 만들어내요. 경찰이 범인을 수색하는 과정에서 ‘목소리’를 핵심 단서로 삼아 수사를 진행할 수 있는 것도 목소리만으로도 사람을 구별하는 것이 가능하기 때문이죠.그런데 내가 듣는 나의 목소리는 공기를 통해 전달되는 음성 외에도 다른 음성을 포함하고 있습니다. 추가로 포함된 음성은 바로 성대에서 발생한 진동이 두개골을 울리면서 발생하는 소리인데요. 다시 말해, 녹음기에 녹음된 목소리는 오직 외부로 방출된 소리만을 담고 있는 것이고, 내가 듣는 나의 목소리는 이러한 기본적인 소리에 뼈가 진동하면서 발생하는 소리까지 더해진 음성이죠.이렇게 다른 음성이 포함된 목소리에 익숙해진 우리는 녹음기를 통해 흘러나오는 ‘진짜’ 내 목소리를 듣고 이질적인 느낌을 받을 수밖에 없습니다. 보통 우리 몸의 두개골이 진동하면서 발생하는 소리에는 저음이 많이 포함되어 있어, 녹음된 목소리는 내가 듣는 나의 목소리보다 상대적으로 높은음을 내고 있다고 느끼게 된다고 하네요.출처 : YTN사이언스 - 왜 녹음된 내 목소리는 어색하게 느껴질까?
학문 / 화학
24.01.06
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어떤 음식을 먹을 때 소화시키는데 가장 오래 걸리나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 보통 수분의 경우 위가 비어 있는 상태에서는 지연되는 시간없이 바로 위에서 통과된다. 액상의 경우 고체보다 소화가 빠른 것은 당연하며 스포츠음료, 쥬스 등 음료수는 대부분 15~20분 이내에 흡수가 된다. 액상 주스의 경우 음료의 pH에 따라 조금씩 차이가 나서 긴 경우 30분 정도가 걸린다. 수박같이 수분 함량이 높은 과일의 경우 15~20분, 자몽/오렌지/포도 같은 과질이 연한 과일들은 20~30분, 사과, 배, 복숭아 같은 과육이 단단한 것들은 40분 정도까지 소요됩니다. 우리가 주로 먹는 토마토, 브로콜리, 당근, 양파 등도 30~50분 정도 시간이 소요되며 야채의 단단함이 강할수록 소화속도가 느려진다고 판단하면 된다. 보통 과일이나 스무디, 수프, 죽의 경우 30~45분 정도가 소요되며 야채의 경우 30~45분, 콩류/통곡/전분류의 경우 ~2시간 정도이며 지방함량이 높을수록 ~3시간 정도가 소요된다. 탄수화물은 지방보다 위배출속도가 빠르며 소화가 빠르다. 그래서 소화가 안 될 경우 주로 탄수화물만을 섭취하도록 하게 한다. 전분류의 경우 옥수수, 감자, 고구마 등은 1시간, 현미, 통밀, 오트밀 등은 1.5시간, 콩류는 2시간 정도까지 걸린다. 견과류인 아몬드, 땅콩, 호두, 캐슈넛 등은 최대 3시간 정도까지 소요된다. 유제품의 경우 카제인 함량이 높은 경질치즈의 경우 5시간 이상 소요되며 일반 우유의 경우 1.5~3시간 정도가 소요된다. 동물성 단백질 식품의 경우 계란 노른자는 30분(위액분비를 촉진하기 때문에 소화가 빠르다), 계란 흰자는 45분, 생선류는 1시간, 닭고기의 경우 1.5~2시간, 소/양고기는 3~4시간, 돼지고기는 4~5시간 정도가 소요된다. 출처 : 공덕동 헬스 피티 PT - 음식별 소화에 걸리는 시간
학문 / 화학
24.01.06
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