답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.과탄산소다와 구연산은 냄새의 원인에 따라 다르게 써야 합니다. 먼저 빨래에서 나는 쉰내나 걸레 냄새, 싱크대 하수구 악취처럼 세균 번식으로 발생하는 냄새에는 과탄산소다가 좋습니다. 물과 만나면 산소를 발생시켜 냄새의 원인이 되는 미생물을 살균해주기 때문입니다. 반면에 화장실 소변 냄새나 생선 비린내, 담배 냄새 같은 알칼리성 악취에는 산성을 띠는 구연산을 써야 화학적으로 중화되어 냄새가 사라집니다.​일반 세제처럼 이 두 가지도 많이 쓰면 잔여물이 남아 몸에 해롭습니다. 천연 세제라는 생각에 듬뿍 넣는 경우가 많지만, 엄연히 화학 반응을 일으키는 물질입니다. 과탄산소다를 과하게 쓰면 찬물에 미처 녹지 못한 하얀 가루가 옷감에 그대로 남게 됩니다. 강한 알칼리성 잔여물이 피부에 닿으면 가려움증이나 발진을 유발할 수 있고 섬유를 거칠게 만듭니다. 구연산 역시 너무 많이 넣고 제대로 헹구지 않으면 바닥이나 물건 표면이 끈적거리고 하얗게 얼룩이 집니다. 산성 성분이라 금속을 부식시키기도 합니다.​따라서 냄새를 없앨 때는 무조건 많이 넣기보다 적당량을 지키는 것이 중요합니다. 과탄산소다는 알갱이가 남지 않도록 따뜻한 물에 완전히 녹여서 사용하고, 구연산은 연하게 물에 타서 써야 합니다. 무엇보다 세탁이나 청소 후에는 깨끗한 물로 여러 번 헹궈내어 잔류 성분이 남지 않도록 해야 안전하게 효과를 볼 수 있습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.튀김 요리를 할 때 기름이 격렬하게 튀는 현상은 물과 기름의 끓는점 차이, 그리고 물이 기체로 변할 때 발생하는 급격한 부피 팽창 때문에 일어납니다. 이는 물질의 상태 변화와 열역학적 성질로 명확하게 설명할 수 있습니다.​보통 튀김 요리를 할 때 기름의 온도는 170도에서 180도 사이까지 올라갑니다. 반면 물의 끓는점은 100도이므로, 고온의 기름 입장에서 보면 100도의 물은 이미 기화하고도 남을 만큼 과열된 환경입니다. 수분을 머금은 재료가 기름에 들어가는 순간, 재료 표면과 내부에 있던 액체 상태의 물은 기름으로부터 엄청난 열에너지를 한꺼번에 흡수하게 됩니다.​이때 물은 100도에 도달하자마자 순식간에 수증기로 변하는 급격한 기화 현상을 겪습니다. 화학적으로 물이 액체에서 기체로 상태 변화를 일으키면 분자 간의 거리가 멀어지면서 부피가 약 1,700배 이상 폭발적으로 팽창하게 됩니다.​문제는 이 급격한 부피 팽창이 사방이 기름으로 둘러싸인 액체 내부에서 일어난다는 점입니다. 순식간에 거대한 부피로 커진 수증기 분자들이 기름을 밀어내고 밖으로 탈출하려는 강한 압력을 만들고, 이 압력을 이기지 못한 수증기 방울이 터지면서 주변의 뜨거운 기름을 사방으로 함께 밀어내게 됩니다. 우리가 흔히 듣는 튀김의 바삭한 소리나 기름이 튀는 현상은 바로 이 미세한 수증기 폭발들이 연속적으로 일어나는 결과입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.드라이아이스를 따뜻한 물에 넣었을 때 피어오르는 격렬한 하얀 연기는 이산화탄소 기체가 아니라 주변의 수증기가 급격히 냉각되어 응결된 미세한 물방울입니다. 이 현상은 고체의 승화와 기체의 액화라는 물질의 상태 변화로 설명할 수 있습니다.​고체 이산화탄소인 드라이아이스는 온도가 영하 78.5도로 매우 낮습니다. 이를 따뜻한 물에 넣으면 주변으로부터 다량의 열을 흡수하면서 액체를 거치지 않고 곧바로 이산화탄소 기체로 변하는 승화 현상이 급격히 일어납니다. 이때 발생한 이산화탄소 기체는 주변의 열을 빼앗아 간 상태이기에 매우 차갑습니다.​이 차가운 기체가 물 밖으로 솟구쳐 나올 때 따뜻한 물 표면에 풍부하게 존재하던 고온 다습한 수증기와 만나게 됩니다. 기체 상태의 수증기는 차가운 이산화탄소 기체에 열을 빼앗겨 온도가 이슬점 아래로 뚝 떨어지게 되고, 이 과정에서 분자 사이의 거리가 가까워지며 미세한 액체 물방울로 변하는 응결 현상이 발생합니다.​본래 이산화탄소 기체는 가시광선을 통과시키기 때문에 우리 눈에 보이지 않는 무색의 기체입니다. 우리가 눈으로 보는 하얀 연기는 공기 중에 형성된 무수한 미세 물방울들이 빛을 사방으로 난반사하기 때문에 나타나는 현상입니다. 결국 드라이아이스가 유도한 급격한 냉각 현상이 물 표면에 인공적인 안개나 구름을 만들어낸 물리 화학적 결과물이라고 볼 수 있습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.흔드는 손난로의 원리는 철이 공기 중의 산소와 만나 녹서는 과정에서 발생하는 열을 이용하는 것입니다. 자연에서 못이 녹슬 때는 반응이 아주 느리게 일어나 열을 느끼기 어렵지만, 손난로 내부에서는 이 산화 반응이 수 시간 내로 급격하게 일어나도록 설계되어 있어 따뜻한 열을 붙잡을 수 있습니다.​밀봉된 겉포장을 뜯는 순간 부직포의 미세한 구멍을 통해 산소가 내부로 유입되며 화학 반응이 시작됩니다. 이때 손난로를 흔들어주면 뭉쳐 있던 내부 성분들이 골고루 섞이면서 철가루가 산소와 닿는 표면적이 극대화되어 열이 빠르게 오릅니다.​손난로 안에는 철가루 외에도 반응을 돕는 유기적인 성분들이 함께 들어있습니다. 활성탄은 표면적이 넓어 주변의 산소를 붙잡아두는 역할을 하고, 소금과 물은 철이 녹서는 속도를 폭발적으로 끌어올리는 촉매제 역할을 합니다. 여기에 수분을 머금고 단열 효과를 내는 질석이 더해져 발생한 열이 한꺼번에 방출되지 않고 오랫동안 은은하게 유지되도록 돕습니다.​결과적으로 흔드는 손난로는 일상적인 산화 현상을 촉매를 통해 극한으로 가속화한 재미있는 화학적 결과물입니다. 내부의 철가루가 모두 산화 철로 변해 반응이 끝나면 손난로는 서서히 식으며 딱딱하게 굳어지게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.핏자국에 과산화수소수를 떨어뜨렸을 때 하얀 거품이 세차게 일어나는 현상은 혈액 속 효소와 과산화수소 사이에서 일어나는 초고속 생화학 반응 때문입니다.​우리가 소독약으로 쓰는 과산화수소는 원래 물과 산소로 분해되려는 성질이 있지만 평소에는 그 속도가 매우 느립니다. 하지만 이 물질이 혈액과 만나는 순간 분해 속도가 폭발적으로 빨라집니다. 우리 혈액 속 적혈구에는 카탈레이스라는 강력한 효소가 포함되어 있기 때문입니다. 카탈레이스는 세포에 해를 끼치는 유해 물질을 제거하여 몸을 보호하는 역할을 하는데, 과산화수소를 만나면 이를 물과 산소로 쪼개는 촉매로 작용합니다.​카탈레이스의 분해 능력은 매우 뛰어나서 단 하나의 효소 분자가 일 초 동안 수백만 개의 과산화수소 분자를 분해할 수 있습니다. 과산화수소수를 핏자국에 떨어뜨리면 카탈레이스가 즉각 반응하여 순식간에 엄청난 양의 물과 산소 기체를 만들어냅니다. 이때 액체 상태의 물과 결합한 산소 기체가 빠져나오면서 우리 눈에는 부글부글 끓어오르는 하얀 거품의 형태로 보이게 됩니다.​결국 하얀 거품은 과산화수소가 혈액 속 카탈레이스 효소에 의해 물과 산소로 분해되면서 가스가 방출되는 현상입니다. 이 급격한 반응 과정에서 발생하는 에너지가 주변 세균을 죽이는 소독 효과를 내며, 동시에 피의 단백질 성분을 파괴하여 옷에 묻은 핏자국 얼룩을 지우는 데도 도움을 줍니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.비가 내리기 직전이나 비가 올 때 나는 특유의 비 냄새와 몸이 무거워지는 현상은 기분 탓이 아니라 기압, 습도, 호르몬의 변화가 인체와 환경에 미치는 실제적인 과학적 현상입니다.​우선 비 냄새는 식물과 대지가 만들어내는 화학 반응입니다. 비가 오기 전 오랜 건조기 동안 식물들이 발산한 기름 성분이 바위나 흙에 축적되는데, 빗방울이 지면에 부딪힐 때 이 성분들이 미세한 입자가 되어 공기 중으로 피어오릅니다. 여기에 토양 속 박테리아가 사멸하며 배출하는 지오스민이라는 화합물이 빗방울의 충격으로 대기 중에 함께 방출됩니다. 인간의 후각은 이 물질에 매우 민감하게 반응하여 비 특유의 상쾌하면서도 퀴퀴한 흙내음을 맡게 됩니다.​어르신들이 무릎이 시리다고 하거나 몸이 찌푸둥해지는 현상은 기상 변화에 따른 기상병의 일종입니다. 비가 오면 대기압이 낮아지는 저기압 상태가 됩니다. 평소 우리 몸은 외부 기압과 내부 압력의 균형을 유지하는데, 외부 기압이 낮아지면 상대적으로 관절 내부의 압력이 높아집니다. 이로 인해 관절을 감싸는 조직이 부풀어 오르며 주변 신경을 자극하게 됩니다. 특히 관절염이 있거나 노화로 연골이 약해진 어르신들은 이 압력 변화를 민감하게 받아들여 통증을 더 크게 느낍니다.​여기에 습도가 높아지면 체내 수분 배출이 원활하지 못해 관절 주변 근육이 경직되고 피로가 쌓입니다. 또한 비가 와서 날이 흐려지면 일조량이 줄어들어 낮에도 수면을 유도하는 멜라토닌 호르몬 분비가 늘어나고, 기분을 좋게 만드는 세로토닌은 줄어들어 젊은 사람들도 유독 몸이 무겁고 의욕이 떨어지게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.이산화탄소 소화기가 불을 끄는 원리는 화재가 발생하고 유지되는 데 필요한 요소 중 산소와 열을 물리적으로 제거하는 데 있습니다.​우선 소화기에서 분사된 이산화탄소 기체는 질식 작용을 일으킵니다. 이산화탄소의 분자량은 공기의 평균 분자량보다 무겁기 때문에, 분사되는 즉시 가연물 주변으로 가라앉으며 두꺼운 기체 층을 형성합니다. 이 무거운 기체 층이 불타는 물질과 주변 공기 속 산소의 접촉을 물리적으로 차단하여 산소 농도를 떨어뜨리고 결국 불을 꺼뜨리게 됩니다.​동시에 냉각 작용도 강력하게 일어납니다. 소화기 내부에서 높은 압력으로 압축되어 있던 액체 상태의 이산화탄소는 노즐을 통해 대기 중으로 방출되는 순간 압력이 급격히 낮아지면서 기체로 변합니다. 이때 물질이 기화하면서 주변의 열을 흡수하는 성질과 가스가 갑자기 팽창하며 온도가 섭씨 영하 78.5도 부근까지 급격히 떨어지는 현상이 함께 발생합니다. 이 과정에서 일부는 고체 드라이아이스 입자로 변하기도 하는데, 이 극저온의 기체와 입자들이 화재 표면에 닿아 열을 순식간에 빼앗아 갑니다. 가연물의 온도가 불이 지속될 수 있는 발화점 이하로 떨어지면서 화재가 진압됩니다.​요약하자면 이산화탄소 소화기는 공기보다 무거운 특성으로 산소를 굶주리게 만들고, 분사 시 발생하는 극저온으로 화재의 열을 식히는 두 가지 원리가 동시에 작용하여 불을 끕니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.높은 산 위에서 밥을 하면 쌀이 제대로 익지 않고 설익게 되는데, 이는 고도에 따른 대기압의 변화와 물의 끓는점 사이의 물리적 관계 때문에 일어나는 현상입니다. 지표면과 가까운 평지는 공기가 누르는 힘인 대기압이 강하지만, 높은 산 위로 올라갈수록 머리 위의 공기층이 얇아지고 밀도가 낮아져 대기압이 평지보다 현저히 떨어지게 됩니다.​물이 끓는다는 것은 액체 내부에서 물 분자들이 기체로 변하려는 힘인 증기압이 외부에 존재하는 대기압과 같아지는 순간을 의미합니다. 평지에서는 대기압이 높기 때문에 물 분자들이 외부 압력을 이겨내고 기체로 탈출하려면 온도를 100도까지 올려서 증기압을 충분히 키워야 합니다. 하지만 기압이 낮은 높은 산 위에서는 외부에서 누르는 힘이 훨씬 약합니다. 따라서 물 분자들이 굳이 100도라는 높은 온도에 도달하지 않더라도, 훨씬 낮은 온도에서 발생하는 증기압만으로 쉽게 외부 압력을 이겨내고 끓기 시작합니다.​결과적으로 산 위에서는 물의 끓는점 자체가 100도보다 훨씬 낮은 온도로 내려갑니다. 이 때문에 물은 평지보다 빨리 끓기 시작하지만, 정작 냄비 속 물의 온도는 낮은 상태를 유지한 채 기체로 증발해 버립니다. 단단한 쌀알이 부드럽게 익으려면 일정 시간 이상 높은 온도의 열을 받아야 하는데, 물이 낮은 온도에서 끓어 날아가 버리니 쌀이 충분한 열을 받지 못해 결국 밥이 설익게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.지하수나 수돗물에는 눈에 보이지 않지만 칼슘 이온과 탄산수소 이온 같은 다양한 미네랄 성분이 녹아 있습니다. 이 물을 주전자에 넣고 끓이면 열에 의해 수용액 내부에서 화학적인 상태 변화가 일어나며, 그 결과 물에 녹지 않는 흰색의 탄산칼슘 고체인 관석이 만들어집니다.​가장 핵심적인 원인은 탄산수소 이온의 열분해 반응에 있습니다. 물속에 녹아 있던 탄산수소 이온은 열을 받으면 불안정해지면서 탄산 이온과 물, 그리고 이산화탄소 기체로 분해됩니다. 이때 생성된 이산화탄소는 기체 상태로 증발하여 물 밖으로 날아가고, 수용액 속에는 탄산 이온만 남게 됩니다. 이 과정에서 물의 온도 증가로 인해 이산화탄소의 용해도가 급격히 떨어지는 점도 반응을 촉진하는 역할을 합니다.​이렇게 새로 만들어진 탄산 이온은 물속에 원래 존재하던 칼슘 이온과 만나 결합하게 됩니다. 칼슘 이온과 탄산 이온이 결합하여 형성된 탄산칼슘은 물에 대한 용해도가 매우 낮은 물질입니다. 게다가 물이 끓으면서 수분이 증발하면 이온들의 농도가 더욱 진해져 일정 수준을 넘어서게 되고, 결국 더 이상 물에 녹지 못하고 흰색의 고체 앙금 형태로 석출됩니다. 이 앙금들이 주전자 바닥이나 벽면에 층층이 쌓이면서 단단한 관석을 형성하게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.밥이나 식빵을 입안에 넣고 오랫동안 씹을 때 단맛이 나는 이유는 침 속에 포함된 소화 효소와 음식물 속 영양소가 만나 화학 반응을 일으키기 때문입니다. 쌀밥과 식빵의 주성분은 녹말이라는 거대한 탄수화물 분자입니다. 녹말은 수많은 포도당 분자가 사슬처럼 길게 연결된 다당류 구조를 띠고 있습니다. 이 상태에서는 분자의 크기가 너무 커서 혀 표면에 있는 단맛 수용체와 결합하지 못하므로 아무런 맛도 느낄 수 없습니다.​음식물을 씹기 시작하면 침샘에서 아밀레이스라는 소화 효소가 분비되어 녹말과 섞이게 됩니다. 아밀레이스는 길게 이어진 녹말 사슬의 결합을 끊어내는 촉매 역할을 합니다. 이때 물 분자가 함께 끼어들어가면서 결합을 쪼개는 가수분해 반응이 일어납니다. 이 반응을 통해 거대했던 녹말 사슬은 포도당 두 개가 나란히 연결된 형태인 이당류의 일종인 엿당으로 잘게 부서집니다.​엿당은 녹말과 달리 분자 크기가 작고 단맛 수용체를 자극할 수 있는 화학적 구조를 가지고 있습니다. 오래 씹을수록 치아가 음식물을 잘게 쪼개어 효소와 닿는 표면적이 넓어지고, 아밀레이스가 작동할 수 있는 충분한 시간이 확보되면서 입안에 엿당이 가득 쌓이게 됩니다. 결국 아무 맛도 없던 음식이 효소의 가수분해 작용을 거쳐 혀가 인지할 수 있는 단맛으로 변하게 되는 것입니다.