답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.요리할 때 소금을 넣으면 물이 더 빨리 끓는다는 것은 흔히 알려진 과학적 오개념입니다. 실제로는 소금을 넣으면 끓는점이 높아지는 끓는점 오름 현상 때문에, 오히려 끓는 데 시간이 아주 미세하게 더 걸려야 정상입니다. 다만, 파스타 냄비에 넣는 소량의 소금이 올리는 온도 변화는 0.1도 수준으로 너무 작아 실생활에서는 차이를 체감하기 어렵습니다. 우리가 요리할 때 소금을 넣는 진짜 이유는 물을 빨리 끓이기 위해서가 아니라 면에 간을 배게 하고 단백질 구조를 탄탄하게 만들어 식감을 살리기 위해서입니다. 이와 관련하여 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.소금을 물에 넣으면 나트륨 이온과 염화물 이온으로 나눠지는데, 이 이온들은 주변의 극성 물 분자들과 강하게 끌어당기는 힘을 형성합니다. 물이 끓는다는 것은 물 분자가 에너지를 얻어 액체 상태에서 기체 상태로 분자간의 인력을 끊고 공기중으로 날라가는 현상입니다. 하지만 소금 이온들이 물 분자를 단단히 붙잡고 있어 탈출을 방해합니다. 물 분자가 대기압을 이기고 기화하기 위해 더 많은 에너지가 필요해지므로, 순수한 물보다 온도가 더 높아져야 끓게 되는 것입니다. 이를 용질의 종류와 무관하게 입자 수에만 의존하는 용액의 물리적 성질인 총괄성 중 끓는점 오름이라고 부릅니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.냉장고에서 바로 꺼낸 과일보다 실온에 잠시 두었다 먹을 때 더 달게 느껴지는 이유는 당의 절대량이 늘어나서가 아니라, 혀의 미각 수용체 활성화, 휘발성 향기 분출, 그리고 과일 성분의 온도별 반응이 종합적으로 작용하기 때문입니다.과일을 냉장고에서 바로 꺼내서 먹으면 심한 차가움이 혀의 단맛을 전달하는 수용체를 일시적으로 둔화시켜 뇌로 전달되는 단맛 신호를 억제합니다. 하지만 과일의 온도가 올라가면 단맛 수용체가 크게 열리면서 혀가 당분을 훨씬 예민하고 강하게 인식합니다. 또한, 사람이 체감하는 단맛은 혀의 맛봉오리뿐만 아니라 목구멍 뒤로 올라오는 과일 향에 크게 의존하는데, 냉장 상태에서는 과일 내 에스테르, 알데하이드 등의 향기 분자가 기화하지 못하고 갇혀 있지만, 온도가 상승하면 향기 성분이 활발히 분출되어 뇌가 당도를 더 높게 인식하게 됩니다.이외에도 복숭아, 바나나, 망고 등의 포도당 중심은 과일은 온도가 올라갈수록 미각 수용체 자극과 향 분출 효과가 커져 실온에 두었을 때 단맛이 훨씬 강하게 느껴지지만, 사과, 배, 수박 등의 과당 중심 과일은 온도가 낮을수록 단맛이 3배 강하게 느껴집니다. 다만 극도로 차가우면 미각이 마비되므로, 냉장고에서 꺼내 차가운 기운이 살짝 가신 상태에서 체감 당도가 가장 높습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.커피에 들어있는 카페인은 뇌의 중추신경계를 자극하여 피로감을 느끼게 하는 물질의 작용을 방해하고 신체 대사를 활성화하는 대표적인 중추신경 자극제입니다. 카페인이 신체에 미치는 영향에 대해 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.신체에 피로가 쌓이면 아데노신이라는 물질이 뇌 수용체와 결합해 졸음을 유발하는데, 카페인은 아데노신과 구조가 유사하여 뇌 수용체에 먼저 결합함으로써 피로 신호를 차단하고 뇌를 각성 상태로 유지합니다. 카페인이 아데노신을 차단함과 동시에 도파민과 아드레날린 분비를 촉진하므로 심장 박동수와 혈압이 일시적으로 상승하고 집중력과 경계심이 높아집니다. 또한, 위장관을 자극해 위산 분비를 촉진하며, 신장에서 나트륨의 재흡수를 방해해 소변 배출량을 늘립니다. 카페인은 개인의 대사 능력에 따라 가슴 두근거림, 불안감, 손 떨림, 위산 역류로 인한 속 쓰림이 발생할 수 있기 때문에 적당량을 섭취해야 하며, 카페인의 체내 반감기는 약 3~7시간입니다. 체내에서 분해되어 빠져나가는 데 오랜 시간이 걸리므로 수면의 질을 유지하려면 최소 취침 6시간 전부터는 섭취를 피하는 것이 좋습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.산이 철를 녹이는 것은 실제 화학적으로 충분히 가능한 현상이며, 녹은 철은 기화되어 사라지는 것이 아니라 이온 형태로 액체 속에 녹아 있거나 수분이 마른 뒤 염 형태의 찌꺼기로 남습니다. 철에 염산이나 황산 같은 강산이 떨어뜨리면, 산 속의 수소 이온이 철 원자의 전자를 빼앗아, 전자를 잃은 철은 고체 결합을 유지하지 못하고 철 이온으로 변해 액체 속으로 녹아들고, 철에게서 전자를 빼앗은 수소 이온은 수소 기체로 변해 기포를 일으키며 공기 중으로 날아갑니다. 철이 산에 녹는다고 해서 철 원자가 기화하여 날아가지 않습니다. 눈에 보이는 연기나 기포는 철이 반응하면서 뱉어낸 수소 가스와 반응열에 의해 증발한 산성 수증기입니다. 따라서 고체 철은 사라졌지만, 철 성분은 눈에 보이지 않는 미세한 이온 상태로 산성 액체 속에 그대로 남아 있습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.해륙풍은 바다과 육지의 비열 차이로 인해 발생하는 열적 불균형과 이에 따른 기압차에 의해 발생합니다. 이와 관련하여 좀 더 자세히 설명해 드리겠습니다. 비열 차이에 의한 열역학적 반응을 보면 물의 비열은 모래보다 약 5배 이상 크기 때문에 동일한 일사량을 받아도 비열이 작은 육지는 빠르게 데워지고 빠르게 식는 반면, 비열이 큰 바다는 온도가 매우 천천히 변화합니다. 따라서 낮에는 강한 태양열을 받으면 육지가 바다보다 훨씬 빠르게 가열되어, 육지 표면의 공기가 데워져 밀도가 낮아지고 상승하면 육지 지표면은 저기압이 형성됩니다. 반면 상대적으로 차가운 바다 위는 공기가 밀집되어 고기압을 형성하므로, 바람이 고기압인 바다에서 저기압인 육지로 불어옵니다. 밤에는 태양이 진 후 복사 냉각이 시작되면 비열이 작은 육지가 바다보다 훨씬 빠르게 식습니다. 상대적으로 온기를 유지하는 바다 위는 공기가 상승하여 저기압이 되고, 빠르게 차가워진 육지 위는 하강 기류가 형성되어 고기압이 됩니다. 이에 따라 바람의 방향이 뒤집혀 고기압인 육지에서 저기압인 바다으로 불어나갑니다. 일반적으로 낮 동안 발생하는 육지와 바다의 온도 차이가 밤 동안의 온도 차이보다 훨씬 크게 벌어지기 때문에, 밤에 부는 육풍보다 낮에 부는 해풍의 풍속이 상대적으로 더 강하게 나타납니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.성층권 오존층은 에너지가 높은 자외선을 흡수해 화학 결합을 끊는 광해리 반응을 일으킴으로써 유해 자외선을 무해한 열에너지로 전환하여 차단합니다. 이와 관련하여 설명해 드릴게요.극고에너지 자외선이 산소 분자에 도달하면 강한 에너지가 이중 결합을 끊어 2개의 산소 원자로 분해시키고, 이렇게 쪼개진 산소 원자는 주변의 다른 산소 분자와 결합하여 오존을 형성합니다. 생명체의 DNA를 파괴하는 유해 자외선이 오존 분자와 충돌하면, 오존이 자외선 광자의 에너지를 흡수하면서 다시 산소 분자 및 산소 원자로 나눠지게 됩니다. 고에너지 자외선 파장이 화학 결합을 깨는 에너지와 기체 분자들의 운동 에너지로 소비되는 과정에서 위험한 전자기파인 자외선이 열로 바뀌면서 지표면으로 내려오는 것을 차단합니다.성층권 오존층이 자외선을 흡수하여 방출하는 열 때문에 높이가 올라갈수록 온도가 상승하는 열역학적 역전층이 만들어지며, 이 지속적인 생성·분해의 동적 평형 덕분에 지구 지상 생태계가 안전하게 보호받고 있습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.지하수의 온도는 사계절 내내 거의 변화 없이 일정한 상태를 유지하지만, 계절에 따라 우리가 느끼는 주변 대기와의 상대적인 온도 차이와 인체의 열 감지 체계 때문에 한여름에는 시원하고 한겨울에는 따뜻하게 느껴지는 것입니다.흙과 암석은 비열이 크고 열전도율이 매우 낮아, 계절 변화에 따른 태양열이나 겨울철 한기의 영향은 지표면 근처에만 미칠 뿐, 지하 10~15m 아래 깊은 곳까지는 전달되지 못합니다. 이 때문에 지하 깊은 곳의 물은 지열과 지표면 기온의 장기적 평균이 합쳐진 해당 지역의 연평균 기온을 수백 년 이상 항시 유지할 수 있습니다. 인체 피부의 온도 수용체는 절대적인 수치를 읽어내는 것이 아니라, 피부 표면을 통해 열이 얼마나 빠르게 빠져나가거나 들어오는가를 감지하기 때문에 대기 온도가 높은 여름에는 지하수가 주변 공기나 체온보다 훨씬 낮아 피부의 열을 빠르게 빼앗아가므로 열역학적으로 시원함을 느끼며, 대기 온도가 영하로 떨어지는 겨울에는 지하수가 바깥 공기보다 높습니다. 따라서 차가운 공기에 노출되어 있던 손이 지하수에 닿으면 열 손실이 멈추고 온기가 전달되어 따뜻함을 느끼게 되는 것입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.와이셔츠에 묻은 볼펜 잉크는 오일과 용매, 지방성 물질이 엉켜 있어 일반 물 세탁으로는 잘 지워지지 않으며, 에탄올 기반의 유기 용매를 이용해 잉크를 먼저 녹여낸 뒤 세탁해야 합니다. 볼펜 잉크를 제거하는 방법에 대해 설명해 드릴게요.먼저, 잉크가 뒷면으로 번지는 것을 막기 위해 와이셔츠 잉크 자국 바로 밑에 키친타올이나 안 쓰는 천을 두껍게 깔아주고, 소독용 알코올, 물파스, 또는 손소독제를 잉크 부위에 듬뿍 묻힙니다. 이때 문지르면 잉크가 넓게 번지므로 면봉이나 화장솜으로 톡톡 두드려 밑에 깐 키친타올로 잉크를 흡수시키고, 잉크가 옅어지면 미온수에 주방세제를 살짝 묻혀 잔여 기름 성분을 살살 비벼 분해합니다. 잉크 자국이 거의 사라진 것을 확인한 후 평소처럼 세탁기에 넣어 마무리하시면 됩니다. 화학적 제거 원리는 볼펜 잉크의 색소 결합제는 비극성 구조를 띠기 때문에 친유성을 띤 에탄올이 잉크에 침투하면 수지 결합을 해체하여 잔여 색소를 순식간에 액체 상태로 녹여냅니다. 알코올로 해체된 기름진 잉크 입자를 주방세제의 계면활성제가 친수성 구체 형태로 둘러싸 물에 쉽게 씻겨 내려가도록 만들어 줍니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.나이가 들면서 주름이 생기는 이유는 피부 진피층을 지탱하는 콜라겐과 엘라스틴 단백질의 감소 및 변형, 그리고 피부 수분과 지방층의 감소 때문입니다. 세월이 흐르며 누적된 자외선 자극, 중력, 반복적인 표정 근육의 사용이 더해져 주름이 깊게 자리를 잡습니다. ​주름이 형성되는 주요 원인에 대해 자세히 설명해 드릴게요.20대 후반부터 피부 지지대 역할을 하는 콜라겐 생성이 매년 약 1%씩 줄어듭니다. 피부의 복원력을 담당하는 엘라스틴 섬유 역시 끊어지고 변형되어 피부가 탄력을 잃고 처집니다. 또한, 피부 속에서 물을 끌어당기는 히알루론산 함량이 줄어들면서 피부가 건조해지고 얇아져 잔주름이 생기기 쉬운 환경이 조성됩니다. 그리고 피부 아래에서 볼륨을 유지해주던 피하지방층이 줄어들거나 위치가 바뀌고, 안면 골격 구조까지 일부 위축되면서 피부가 갈 곳을 잃고 꺼지게 됩니다. 이외에도 피부 노화 원인의 약 80%를 차지하는 가장 결정적인 요인인 자외선 노출은 진피 깊숙이 침투하여 활성산소를 만들고, 콜라겐을 분해하는 효소를 과도하게 활성화하여 피부 탄력망을 파괴하며, 웃거나 찡그릴 때 표정근이 움직이며 피부가 접힙니다. 젊을 때는 피부 복원력으로 금방 펴지지만, 단백질이 줄어든 상태에서는 접힌 자국이 펴지지 않고 깊은 고정 주름으로 남게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.홈매트와 같은 모기향에는 국화과의 제충국 추출 천연 성분을 모방하여 만든 피레스포이드계 합성 화합물이 주성분으로 들어가 있습니다. 제품 형태나 출시 시기에 따라 들어가는 물질이 조금씩 다릅니다.주요 함유 화학물질로 ​프랄레트린은 현대 홈매트 제품에 가장 보편적으로 사용되는 대표적 성분으로 휘발성이 높고 적은 양으로도 모기를 빠르게 마비시킵니다. ​알레트린은 과거부터 널리 쓰여 온 최초의 합성 피레스포이드 화합물로, 전통적인 태우는 모기향이나 초기 매트형 제품의 주성분입니다. 그리고 메토플루트린은 휘발성이 매우 뛰어나 열을 크게 가하지 않아도 상온 확산이 빠른 최신형 모기향 제품에 활성 성분으로 사용됩니다.화학적 작용 기전은 피레스포이드계 화학물질은 곤충의 신경세포막에 있는 전압의존성 나트륨 통로에 특이적으로 결합하여 나트륨 통로가 정상적으로 닫히지 못하고 계속 열려 있게 만들어 신경 자극신호가 끊임없이 발생합니다. 모기는 즉각적으로 근육 통제력을 잃고 경련을 일으키며 추락 후 사망에 이르게 됩니다.