답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.땀을 흘렸을 때 몸이 시원해지는 이유는 액체 상태인 땀이 기체 상태로 변할 때 피부의 열을 흡수하는 기화열이 작용하기 때문입니다. 이와 관련하여 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.물은 입자 간 끌어당기는 힘이 강해 액체에서 기체로 증발할 때 다른 물질보다 매우 많은 양의 열에너지를 필요로 합니다. 체온 조절을 위해 피부 표면에 배출된 땀은 주변으로 증발하면서 필요한 에너지를 피부 세포와 미세혈액으로부터 직접 빼앗아 갑니다. 땀이 열을 빼앗아 날아가면서 피부 표면 온도가 떨어지고, 피부 표면 부근의 혈관을 흐르던 혈액의 온도도 함께 내려가 온몸을 돌며 체온을 유지시킵니다. 증발은 바람이 불면 피부 주변의 습한 공기가 밀려나고 건조한 공기가 유입되어 땀의 증발 속도가 빨라지므로 훨씬 더 시원하게 느껴지며, 반대로 습도가 높은 날에는 공기 중에 수증기가 이미 가득 차 있어 땀이 잘 증발하지 못하여 기화열을 빼앗지 못하므로 땀을 흘려도 몸이 시원해지지 않고 끈적이고 더운 느낌이 듭니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.여름철 차가운 음료 컵 겉면에 물방울이 맺히는 이유는 공기 중에 눈에 보이지 않는 기체 상태로 퍼져 있던 수증기가 차가운 컵 표면과 만나 온도가 떨어지면서 액체로 상태가 변하는 응결 현상 때문입니다.공기는 온도가 높을수록 더 많은 수증기를 포함할 수 있고, 온도가 낮아질수록 포함할 수 있는 수증기의 양이 급격히 줄어드는 성질이 있습니다. 컵 주변의 따뜻한 공기가 얼음이나 차가운 음료가 담긴 컵 표면에 닿으면, 공기의 온도가 순간적으로 급격히 낮아져서 수증기가 물로 바뀌기 시작하는 온도인 이슬점 아래로 떨어지게 됩니다. 차가워진 컵 주변 공기는 줄어든 포화 수증기량 때문에 수증기 입자들이 서로 엉겨 붙으며 컵 겉면에 물방울이 맺히게 됩니다.여름철 공기는 기온도 높고 습도도 매우 높아, 공기 중에 수증기가 이미 한가득 차 있는 상태이기 때문에, 차가운 컵을 만났을 때 이슬점에 도달하는 속도가 훨씬 빠르고 맺히는 물의 양도 다른 계절에 비해 훨씬 많아집니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.반딧불이나 해양 발광 생물이 열을 거의 내지 않으면서 밝은 빛을 내는 현상을 생물 발광이라고 하며, 이는 광이라는 에너지가 빛으로 전환되어 효율이 대단히 높습니다. 이 화학 반응에는 루시페린이라는 기질과 이를 돕는 효소인 루시페레이스가 있습니다.루시페레이스 효소는 루시페린과 마그네슘 이온의 도움을 받아 반응을 활성화하는 데 필요한 에너지와 결합합니다. 이 과정에서 루시페린은 에너지가 높은 상태인 아데닐루시페린으로 활성화되고, 무기 인산이 방출됩니다. 활성화된 아데닐루시페린은 곧바로 공기 중의 산소와 산화 반응하여 루시페린 분자는 매우 불안정하고 에너지가 극도로 높은 들뜬 상태의 산화루시페린 분자로 변하게 됩니다. 불안정한 들뜬 상태의 산화루시페린 분자는 안정한 원래의 상태인 바닥 상태로 즉시 되돌아가려고 합니다. 이때 전자 궤도의 에너지 차이 만큼을 빛의 형태로 한꺼번에 외부로 방출합니다.결국 반딧불이와 해양 생물은 루시페레이스라는 나노 수준의 화학 효소를 통해, 화학 에너지를 열손실 없이 오직 빛 에너지로만 변환하는 신비로운 현상입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.가을철 단풍나무가 붉고 노란빛으로 물드는 것은 나무가 추운 겨울을 살아남기 위해 영양분을 회수하고 휴면을 준비하는 과정입니다. 이와 관련하여 설명해 드릴게요.봄과 여름 동안 잎 속에는 빛을 흡수해 영양분을 만드는 엽록소가 대량으로 존재하여 강한 초록색을 띠기 때문에 다른 색소들을 모두 가리고 있습니다. 그러나 가을이 되어 일조량이 줄어들고 기온이 떨어지면, 나무는 효율이 떨어진 광합성을 하지 않고 에너지를 아끼기 위해 잎 속의 엽록소를 스스로 파괴한 뒤 그 속의 영양분을 줄기와 뿌리로 이동시켜 저장합니다. 봄과 여름에는 엽록소의 초록색에 묻혀 보이지 않다가, 가을에 엽록소가 파괴되어 사라지자 카로티노이드라는 색소에 의해 원래부터 숨어 있던 노란 빛깔이 겉으로 드러나는 것입니다. 단풍나무 같은 붉은색은 원래 있던 색이 아니라, 나무가 가을에 새로 만들어내는 색소입니다. 잎 속에 쌓인 당분이 햇빛과 서늘한 밤기온을 만나면 화학 반응을 일으켜 안토시아닌이라는 붉은색 색소를 만들어냅니다.결국 단풍나무의 아름다운 변화는 잎을 무작정 버리는 것이 아니라, 단 하나의 영양분도 놓치지 않고 겨울을 대비하려는 나무의 치열하고 정교한 과학적 노력입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.복어 독의 테트로도톡신은 신경과 근육 세포막의 전압 의존성 나트륨 통로를 물리적으로 막아 활동 전위의 발생을 완벽히 차단함으로써 전신 마비와 질식을 유발합니다. 이와 관련하여 자세히 설명해 드릴게요.신경이 신호를 전달하거나 근육이 움직이려면 세포막의 나트륨 이온이 세포 안으로 유입되어 활동 전위라는 전기 신호가 발생해야 하는데, 테트로도톡신의 분자 구조는 나트륨 통로의 외측 입구와 높은 친화력을 가져 통로를 가로막습니다. 이로 인해 나트륨 이온이 세포 내부로 전혀 들어가지 못하게 됩니다.나트륨 유입이 막히면 뇌로 가는 감각 신호와 뇌에서 내려오는 운동 명령이 모두 끊어져, 입술과 혀 끝이 얼얼해지는 감각 이상을 시작으로 점차 미각 손실, 말어눌함, 그리고 손발을 움직일 수 없는 사지 마비로 빠르게 진행됩니다. 테트로도톡신이 횡격막과 늑간근 등 숨을 쉬게 만드는 호흡 근육에 도달하면, 근육이 완전히 이완된 상태로 마비되어 스스로 숨을 쉴 수 없게 됩니다. 테트로도톡신은 입자가 크고 전하를 띠어 뇌혈관장벽은 잘 통과하지 못해 중추신경계는 마비되지 않아 의식이 똑똑히 살아있는 상태에서 호흡이 멈추는 극심한 질식 고통을 겪으며 사망에 이르게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.박쥐는 후두나 코를 통해 사람이 들을 수 없는 고주파 초음파를 내뿜습니다. 이 음파가 주변의 벽, 나뭇가지, 혹은 비행 중인 나방에 부딪혀 돌아오는 미세한 반사파를 귀로 감지합니다. 돌아오는 소리의 시차, 주파수 변화, 세기 차이를 뇌에서 실시간으로 계산하여 눈으로 보듯 물체의 정확한 거리, 크기, 움직이는 방향, 속도는 물론 형태와 재질까지 파악해 낼 수 있습니다. 박쥐의 귀는 몸집에 비해 매우 크며, 귀 안쪽에 이비라는 특수한 돌기와 복잡한 주름을 가지고 있어 구조가 위아래, 좌우 다양한 각도에서 반사되어 들어오는 미세한 음파의 굴절을 다르게 만들어 위치를 정확히 판별하게 돕습니다.초음파를 발사할 때 중이의 근육을 순간적으로 수축시켜 자신의 목소리로부터 청각을 보호하고, 소리가 나간 직후 근육을 풀어 돌아오는 미세한 반사파만 증폭해 들을 수 있습니다. 흔히 박쥐가 눈이 완전히 퇴화했다고 오해하지만, 야행성 박쥐 역시 어두운 곳에서 약한 빛을 감지할 수 있는 시각과 뛰어난 후각을 함께 활용하여 초음파 탐지 기능과 시너지를 냅니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.인생의 변화가 찾아올 시기에 두려움을 느끼고 거부감이 드는 것은 너무나 당연한 것입니다. 저 역시도 인생의 변화를 여러 번 경험 했습니다. 처음에는 받아들이고 실천하는 것이 어려웠지만 시간이 지나면서 적응해 나가고, 오히려 과거의 삶보다 훨씬 편하고 안정적으로 변했습니다. 제가 했던 것들을 조금 설명해 드릴게요.먼저, 내 삶을 한순간에 통째로 바꾸는 것은 불가능합니다. 가장 하기 쉬운 것부터 하나씩 하나씩 만들어가 보면 좋을 것 같아요. 그리고 안 좋은 습관이나 행동이 조금씩 사라지면 자신감과 함께 변화되어 가는 것들이 보여집니다.그리고 통제할 수 없는 먼 미래 대신 오늘 하루만 바라보시길 권합니다. 먼 훗날의 결과까지 책임지려 하지 말고, 오늘 나를 위해 할 수 있는 아주 소소한 선택 하나는 무엇인가?에만 집중해 보세요. 그러면 불명 질문자님은 성공적은 삶을 사시게 될 것입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.나트륨은 1족 알칼리 금속으로 물에 넣으면 격렬하게 반응하여 수소 기체와 열을 발생시키고 수용액은 염기성으로 변합니다. 이와 관련하여 자세히 설명해 드릴게요.나트륨이 물과 만나면 격렬하게 반응하며 엄청난 열이 발생합니다. 나트륨의 녹는점은 매우 낮아, 반응열로 인해 나트륨 조각이 순식간에 녹아 액체 상태로 변하게 되고, 액체가 된 나트륨은 강한 표면장력에 의해 동그란 구슬 모양으로 뭉쳐집니다. 나트륨이 물과 계속 반응하면서 수소 기체를 발생시키며, 생성된 수소 기체는 반응 과정에서 발생한 열이 주변 수소 기체의 발화점까지 올라오면 배출되던 수소 기체가 공기 중의 산소와 반응해 폭발적으로 불이 붙습니다. 이때 나트륨 이온이 연소열에 의해 자극을 받아 나트륨 고유의 노란색 불꽃을 내게 됩니다.그리고 수용액은 염기성을 띠어 페놀프탈레인 용액을 떨어뜨리면 붉은색으로 변합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.달걀을 식초에 넣었을 때 껍데기가 녹고 탱탱볼처럼 변하는 것은 탄산칼슘과 산의 반응 그리고 난각막을 통한 삼투 현상이 연속적으로 일어나기 때문입니다.달걀껍데기의 주성분은 탄산칼슘으로 식초 속 산성 물질인 아세트산을 만나면 화학 반응을 일으켜 물에 녹는 아세트산칼슘과 물, 그리고 이산화탄소 기체로 분해되어 주변에 기포가 발생합니다. 달걀껍데기 바로 안쪽에는 얇고 질긴 단백질 막인 난각막이 있는데, 식초의 아세트산은 칼슘 성분은 녹이지만 단백질 재질의 난각막은 녹지 않고, 산성 환경으로 인해 난각막 단백질의 구조가 단단하게 변성되면서 얇은 고무 막처럼 유연하고 탄력 있는 상태를 유지합니다. 난각막은 작은 수분 입자만 통과시키는 반투과성 막으로 달걀 내부의 농도가 외부 식초 수용액보다 더 높기 때문에, 농도 균형을 맞추기 위해 식초 속 수분이 난각막을 통해 달걀 안쪽으로 이동하여 수분을 흡수한 달걀은 크기가 점점 커지고 내부 압력이 높아져 팽팽하고 말랑말랑한 탱탱볼 형태가 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.운석이 일반 돌보다 월등히 무거운 이유는 철과 니켈 같은 밀도 높은 금속 성분이 많이 포함되어 있기 때문입니다. 이와 관련하여 설명해 드릴게요.일반 암석은 지구는 형성 초기 전체가 녹아내리면서 철과 니켈 같은 무거운 금속이 지구 중심부로 가라앉고 지표면 암석은 산소, 규소, 알루미늄 위주의 가벼운 규산염 광물이 대부분을 차지합니다.반면, ​운석은 소행성 파편이나 태양계 초기의 우주 물질이 분화 과정을 거치지 않고 그대로 굳어진 것입니다. 소행성의 깊은 금속 핵 부분이 튀어나왔거나, 초기 물질 형태를 간직하고 있어 금속 함량이 매우 높습니다. 전체 발견되는 운석의 90% 이상을 차지하는 석질운석조차 내부에 촘촘히 박힌 금속 입자 때문에 비슷한 크기의 지구 암석보다 훨씬 묵직합니다. 자석을 대었을 때 자성 반응이 강하게 나타나는 것도 바로 이 철과 니켈 성분 때문입니다.