답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.젓갈이나 장아찌가 오랫동안 두어도 상하지 않는 이유는 고농도의 염분이나 당분이 형성하는 삼투압 현상이 미생물 내부의 수분을 급격히 제거하여 생존 불가능한 환경을 만들기 때문입니다. 이와 관련하여 자세히 설명해 드릴게요.삼투압은 농도가 다른 두 수용액이 반투과성 막을 경계로 하여 물이 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 이동하는 현상을 말합니다. 소금이나 설탕이 다량 들어간 음식은 미생물 내부보다 용질 농도가 훨씬 높은 고장액 상태 인데요. 부패를 일으키는 세균이나 곰팡이가 이 음식에 접근하면, 미생물 세포 내의 수분이 외부로 급격히 빠져나가게 되어, 세포막이 축소되는 원형질 분리가 일어나고 신진대사가 완전히 중단되어 미생물이 증식하지 못하고 사멸합니다.젓갈은 보통 15~20% 이상의 높은 염분을 사용하여 부패균을 완전히 제거하고 고염분 환경 견딤성이 있는 내염성 유산균이나 효모만 살아남아 독특한 풍미를 내는 발효 과정을 거치게 됩니다. 장아찌는 소금의 삼투압 외에도 간장과 설탕의 높은 용질 농도, 식초의 산성 환경이 복합적으로 작용하여 미생물의 침입을 다중으로 차단합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.사람 혈액은 정상 범위인 pH 7.35~7.45의 약알칼리성을 유지하기 위해 화학적 완충 시스템을 통해 화학 평형 상태를 유지합니다. 격렬한 운동 등으로 수소 이온이 늘어나면, 수소 이온이 탄산수소 이온과 결합해 탄산을 거쳐 물과 이산화탄소로 바뀌면서 산성화 되는 것을 막습니다. 반면, 체내 염기성 물질이 증가하면 탄산이 스스로 이온화하여 수소 이온을 방출함으로써 pH 상승을 억제합니다.혈장 알부민이나 적혈구 내부의 헤모글로빈은 단백질 완충시스템으로 단백질 구성 요소인 아미노산은 카복실기와 아미노기를 모두 가져, 주변 pH에 따라 수소 이온을 얻거나 잃는 양쪽성 물질로 작동합니다.이외에도 폐는 호흡 속도를 조절해 이산화탄소 배출량을 바꾸어 혈액 내 탄산 농도를 제어합니다. 혈액이 산성화되면 과호흡을 통해 이산화탄소를 내보내 pH를 올립니다. 신장은 소변을 통해 과도한 수소 이온을 직접 배출하거나, 완충재인 탄산 이온을 여과 후 재흡수하여 혈액으로 되돌려 보냄으로써 근본적인 체액 pH를 맞춥니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.에어컨을 위쪽에, 온풍기를 아래쪽에 설치하는 것은 공기의 밀도 차이로 발생하는 자연 대류 현상을 활용해 실내 전체를 균일하고 빠르게 냉난방하기 위해서 입니다.온도가 낮아지면 공기 분자의 운동이 느려져서 부피가 수축하고 밀도가 높아지게 되고, 무거워진 차가운 공기는 아래로 가라앉습니다. 반면, 온도가 올라가면 공기 분자의 운동이 활발해져 부피가 팽창하고 밀도가 낮아지게 되고, 가벼워진 따뜻한 공기는 위로 떠오릅니다.에어컨을 방 위쪽에 설치하는 이유는 높은 곳에서 배출된 차가운 공기는 밀도가 높아 바닥을 향해 아래로 내려가게 되고, 내려온 찬 공기는 바닥에 머물던 상대적으로 따뜻한 공기를 위로 밀어 올립니다. 위로 밀려난 공기가 다시 에어컨으로 들어가 냉각된 뒤 내려오는 과정이 반복되어 방 전체가 빠르게 시원해지게 됩니다. 온풍기를 방 아래쪽에 설치하는 이유는 바닥 부근에서 배출된 따뜻한 공기는 밀도가 낮아 천장 쪽으로 올라가게 되고, 위로 올라가는 따뜻한 공기는 천장 부근의 차가운 공기를 아래로 밀어내어 온풍기 흡입구 쪽으로 내보냅니다. 공기가 계속 위아래로 맴돌며 바닥부터 천장까지 모두 따뜻해집니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.공기 중의 수분은 방전체 역할을 하여 습도가 높은 계절에는 전하가 축적되지 않고 자연히 빠져나가지만, 건조한 겨울철에는 수증기가 적어 전하가 공기 중으로 분산되지 못하고 피부나 옷 표면에 계속 누적됩니다. 물체를 구성하는 원자는 (+)전하를 띠는 원자핵과 (-)전하를 띤 전자로 이루어져 있는데, 서로 다른 재질이 마찰하면, 전자를 끌어당기는 힘에 의해 전자의 이동이 일어납니다.스웨터를 벗거나 입을 때 마찰이 일어나면, 피부나 안감에서 스웨터 쪽으로 전자가 이동하면서 스웨터는 (-)전하를 띠고, 인체는 (+)전하를 띠게 되어 마찰 전기가 생겨나 따금 거리는 현상이 발생합니다.전하가 대량으로 축적된 상태에서 전기가 잘 통하는 금속 문고리를 만지면 방전 현상이 일어나는데, 겨을철에 손으로 문고리를 만지면 극심한 전위 차이로 인해 쌓여 있던 전자가 손끝에서 문고리로 한순간에 폭발적으로 이동합니다.이때 손끝에 수천 볼트에 달하는 순간 전압이 형성되며, 공기가 이온화되어 불꽃과 소리, 그리고 신경을 자극하는 찌릿한 통증이 발생합니다. 전류의 양 자체는 미량이라 인체에 해롭지 않습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.종이가 플라스틱보다 훨씬 빠르게 분해되는 이유는 미생물이 분해할 수 있는 천연 화학 결합 구조인지, 효소가 작동할 수 없는 인공 탄소 사슬 구조인지에 따른 차이 때문입니다.종이의 성분은 셀룰로오스로 포도당 분자들이 결합된 천연 고분자 물질입니다. 분자 표면에 수산기가 풍부하여 물을 잘 흡수하는 친수성을 가져 수분이 스며들면 분자 간 결합력이 약해지며 미생물이 침투하기 쉬운 환경이 됩니다. 반면, 플라스틱의 성분은 폴리에틸렌으로 석유 화합물에서 추출한 강한 탄소 사슬이 결합된 구조로 합성 고분자 물질입니다. 구조 내에 극성이 없고 물과 잘 결합하지 않는 소수성을 띠어 수분의 침투가 어렵습니다.종이의 주 성분인 셀룰로오스는 미생물에 의해 효소가 분비되어 포도당으로 분해하고 에너지원으로 흡수하여 이용하지만, 플라스틱은 인공 탄소 사슬 구조로 이를 분해할 효소가 없어 사실상 생물학적 분해는 불가능하며, 오직 자외선에 의한 느린 광분해나 물리적 마찰에만 의존해 분해에 수백 년이 걸립니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.디개싱 과정은 원두 내부의 이산화탄소를 배출시켜 원두 고유의 풍미가 균형 있게 추출될 수 있도록 만드는 과정으로 기체 자체가 맛을 낸다기 보다는, 원두 속 기체가 물의 침투를 막는 방해막을 제거하는 과정이라고 보시면 됩니다.로스팅 과정에서 생두 내부 유기물이 열분해 및 마이야르 반응을 일으키며 대량의 이산화탄소 기체가 발생하고, 이 기체가 원두의 미세한 다공성 세포 구조 안에 갇히게 됩니다. 갓 볶은 원두로 곧바로 커피를 내리면 물과 만나는 순간 이 기체가 폭발적으로 방출되어 물이 원두 입자 내부에 침투하는 것을 막아, 성분이 제대로 녹아 나오지 못하는 과소 추출이 일어나 자극적이고 떫은맛이 날 수 있습니다.또한, 이산화탄소가 물에 녹아들면 탄산성을 띠어 혀에 날카로운 자극을 주고 원두 본연의 맛을 가립니다. 디개싱 기간 동안 기체가 적절히 빠져나가면 물이 원두 내부의 휘발성 향미 성분을 균일하게 녹여내어 단맛, 산미, 바디감의 조화가 이루어 집니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.같은 온도의 물이라도 용기의 모양에 따라 온도가 다르게 느껴지는 원인은 인간의 피부가 열전달 속도를 감지하기 때문입니다. 열전달 속도는 접촉 면적에 비례하기 때문에 입술과 손가락에 닿는 면적이 넓어질수록 시간당 이동하는 열의 총량이 늘어나, 동일한 온도라도 더 차갑거나 뜨겁게 인식될 수 있습니다. 입술은 인체에서 온도를 감지하는 저온 수용체와 고온 수용체가 가장 밀집된 부위로 얇은 용기에 있는 음료가 입술 표면에 닿으면 열 교환이 좁고 강렬하게 일어나 청량감을 선명하게 만들고, 용기가 두꺼우면 열 교환이 완만하게 분산됩니다. 또한, 입구가 넓은 용기는 수면과 공기의 접촉 면적이 넓어져 대류 및 증발에 의한 열 손실이 빠르게 일어나지만, 오목하고 입구가 좁은 용기는 내부 열을 오래 가두어 체감 온도를 높게 유지합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.염기성인 치약이 산성을 만들어 내는 음식물 찌꺼기를 제거하는 중화 반응이 일어나는 것은 맞지만, 세균 자체를 제거하거나 사멸시키는 산-염기 중화 반응이 일어나는 것은 아닙니다.입안의 충치균은 음식물 속 당분을 먹고 부산물로 유기산을 배출하기 때문에 입안의 pH가 5.5 이하로 떨어지게 되고, 치아 겉면의 에나멜이 녹아내리는 탈회 현상이 발생합니다. 치약에 포함된 약염기성 성분은 이 산성 물질을 중화하여 입안 환경을 정상화하고 치아 부식을 막아주는 역할을 합니다. 따라서 세균을 중화시키는 것은 아닙니다.세균을 제거하는 원리는 치약의 거품을 내는 계면활성제 성분이 낮추어 치아 표면에 끈적하게 들러붙어 있는 세균막의 지질 구조를 떼어내고, 물에 쉽게 씻겨 나가도록 도와주며 치약 속 미세한 연마제 입자가 칫솔질의 마찰력과 결합하여 치아 표면에 부착된 세균 덩어리를 물리적으로 긁어냅니다. 치약 성분인 불소 이온은 치아 성분을 단단하게 만들 뿐만 아니라, 세균 세포막을 통과해 세균의 효소 작용을 방해함으로써 세균이 산을 만들어내는 대사 활동 자체를 억제합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.석회질 비료가 산성화된 토양을 중화하는 원리는 석회 성분이 물과 반응해 내놓는 칼슘 이온과 수산화 이온이 토양 속 산성 원인 물질인 수소 이온과 중화 반응하여 물과 염을 생성하는 반응이 일어나기 때문입니다.농사 후 토양이 산성화되는 원인은 작물이 자라면서 토양 속 칼슘 이온, 마그네슘 이온 같은 염기성 양분을 흡수하고 대신 수소 이온을 토양으로 내어 놓습니다. 여기에 비료를 뿌리고 빗물에 의한 염기 세척이 더해지면 토양 흙입자 표면에 수소 이온과 유해한 알루미늄 이온이 제거됩니다. 가장 흔히 쓰이는 석회질 비료인 탄산칼슘이 산성화된 토양의 물과 만나면 직접 수소 이온과 반응하여 무해한 이산화탄소 기체로 변해 날라갑니다. 토양 내부의 수소 이온이 줄어 들면, pH가 정산 수준으로 회복하게 됩니다.또한, 작물 뿌리를 상하게 만드는 알루미늄 이온은 중화된 토양 환경에서 물에 녹지 않는 수산화알루미늄 형태로 침전되어 독성을 잃게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.속쓰림은 위액 속에 들어 있는 강력한 산성 물질인 염산이 위벽이나 식도 점막을 자극하여 발생하며, 염기성 성분의 제산제는 이를 화학적으로 중화하는 산-염기 중화 반응을 일으켜 통증을 완화합니다.위액의 평균 산도는 pH 1.5~2.0 수준의 강산성입니다. 약염기성을 띤 제산제가 위장에 들어가면, 위산의 통증 원인인 수소 이온과 결합하여 산성을 잃고 물과 염으로 변합니다.통증이 줄어드는 이유는 강산성이던 위 내부 pH가 3.5~5.0 수준으로 완화되면서 염증 부위를 자극하던 현상이 멈춥니다. 또한, 위산이 강할 때는 단백질을 녹이는 펩신 효소가 활성화되어 위 점막을 공격합니다. 제산제로 pH가 올라가면 펩신의 구조가 변해 점막을 공격하는 효소 작용이 급격히 둔화됩니다.시중의 짜 먹는 복합 제산제는 마그네슘의 설사 유발 작용과 알루미늄의 변비 유발 작용을 서로 상쇄하도록 두 성분을 최적의 비율로 섞어 제조됩니다. 제산제는 이미 분비된 위산을 임시로 중화해 주는 응급처치제이므로, 위산 분비 자체를 줄이려면 의사의 처방을 통한 위산 분비 억제제를 함께 사용하는 것이 근본적인 해결책입니다.