답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.사과와 바나나는 대표적인 후숙 과일로 나무에서 딴 후에도 수확 후 호흡량이 급증하며 스스로 에틸렌 가스를 합성해 내는 특징이 있습니다. 특히 사과는 다른 과일에 비해 에틸렌 가스를 매우 많이 방출하는 식물이어서 사과에서 나온 에틸렌 기체가 공기 중으로 퍼지며 바나나에 영향을 주게 됩니다.사과에서 나온 에틸렌 가스가 바나나 표면의 수용체와 결합하면 에틸렌 신호를 받은 바나나는 스스로 에틸렌을 폭발적으로 만들어내기 시작합니다. 에틸렌 신호에 의해 엽록소 분해 효소가 작동하여 초록색을 띠던 엽록소가 파괴되면서 노란색 성분인 카로티노이드가 겉으로 드러납니다. 또한, 전분 효소가 활성화 되어 떫고 단단하던 바나나가 과당을 포도당으로 분해하여 단맛이 강해집니다. 에틸렌은 공기 중으로 쉽게 날아가는 휘발성 기체이기 때문에 밀폐 용기에 넣으면 사과와 바나나에서 나온 에틸렌 가스가 밖으로 빠져나가지 못해 바나나 세포의 효소 활성화 반응 속도가 몇 배로 빨라져 숙성이 극대화됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.지진이 발생하면 지각 내부에서 크게 두 종류의 P파와 S파가 사방으로 퍼져나갑니다. 지진 관측소에서 P파가 S파보다 항상 먼저 도착하는 이유는 파동의 진동 방식에 따른 매질의 진행방향의 차이 때문입니다.P파는 파동의 진행 방향과 진동 방향이 나란한 파로 진행 속도가 빠르지만 피해는 적은 편입니다. 고체와 액체 상태의 물질을 통과할 수 있습니다. 반면, S파는 파동의 진행 방향과 진동 방향이 수직인 파로 진행 속도는 느리지만 피해는 P파에 비해 큰 편입니다. 고체는 통과하지만 액체는 통과하지 못합니다.결론적으로, P파는 체적 탄성률이라는 강력한 복원력을 추가로 받기 때문에 S파보다 약 1.7배 빠르게 지각을 통과하여 지진 관측소나 우리 몸에 가장 먼저 도달합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.보온병은 열이 온도 차에 의해 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하며 열평형을 이루려는 성질을 차단하여 내부 온도를 유지합니다. 차가운 물을 담을 때는 외부의 열이 안으로 들어오는 것을 막고, 뜨거운 물을 담을 때는 내부의 열이 밖으로 나가는 것을 막는 동일한 원리로 작동합니다.전도 차단은 보온병의 내병과 외병 사이의 공기를 빼낸 진공층을 형성하고 있는데, 전도가 일어나려면 열을 전달할 매질이 필요한데, 진공 상태에는 입자가 거의 존재하지 않으므로 전도에 의한 열 이동이 완전히 차단됩니다. 대류 차단은 진공층 내부에는 움직일 수 있는 공기 분자가 없으므로 대류 현상이 일어날 수 없습니다. 또한 병 입구를 밀폐 마개로 단단히 막아 내부의 따뜻하거나 차가운 공기가 외부 공기와 교환되는 대류를 방지합니다. 복사 차단은 진공과 접하는 내병의 외곽 표면을 은으로 도금하거나 거울처럼 매끄럽게 광택 처리를 합니다. 뜨거운 물은 내부에서 방출되는 복사열을 거울처럼 튕겨내어 다시 안으로 보내고, 차가운 물은 외부에서 들어오는 복사열을 밖으로 반사시켜 내부로 들어오지 못하게 합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.겨울철 꽁꽁 언 길을 걷다 나도 모르게 몸이 붕 뜨며 미끄러지는 경험은 누구나 한 번쯤 겪어보셨을 텐데요. 일반 아스팔트나 흙길에서는 신발 바닥과 지면이 단단히 물려 미끄러지지 않지만, 얼음 위에서는 미끄러운데요. 얼음 위가 미끄러운 이유는 압력에 따른 물의 특성, 표면 상태의 과학, 그리고 액체 윤활에 의한 마찰력 저하가 작용하기 때문입니다. 대부분의 물질은 고체가 될 때 부피가 줄어들지만, 물은 수소 결합 특성상 얼음이 될 때 부피가 오히려 증가하는 성질을 가지는데, 이 현상이 압력 녹음의 원인입니다. 사람이 얼음판을 밟을 때, 몸무게 전체가 실리며 순간적으로 높은 압력이 형성되고 밟힌 부위의 얼음 녹는점 밑으로 떨어지게 되면 주변 온도가 0도 근처라면 얼음이 순간적으로 녹아 미세한 물층을 형성합니다.즉, 얼음 위를 걸을 때 미끄러운 이유는 체중에 의한 압력이 얼음의 녹는점을 낮춰 표면에 얇은 수막을 형성하고, 이 수막이 윤활유 역할을 하여 마찰력을 거의 0에 가깝게 떨어뜨리기 때문입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.흔히 밀도가 높으면 소리가 빠르다고 생각하기 쉽지만, 오히려 밀도 자체는 소리 속도를 느리게 만드는 요인입니다. 밀도가 증가하여 소리가 느려지는 효과보다, 물의 압축 안 되려는 성질(체적 탄성률)이 늘어나는 효과가 훨씬 커서 소리가 약 4.3배 빠르게 전달됩니다.소리가 더 크고 멀리 들리는 이유는 공기는 분자 사이의 간격이 넓어 소리 파동이 퍼져나갈 때 공기 분자를 흔드는 과정에서 에너지가 열이나 마찰로 쉽게 손실되지만, 물은 밀도가 높고 분자 간 상호작용이 촘촘하여 소리 파동의 에너지를 잃지 않고 멀리까지 전달됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.1기압의 정의와 측정은 1643년 이탈리아의 과학자 토리첼리가 수행한 수은 기압계 실험에서 정의 되었는데, 공기가 누르는 힘과 액체 기둥이 아래로 누르는 무게가 같아지는 힘의 평형 원리를 이용한 것입니다.간단하게 실험을 살펴보면, 유리관 위쪽의 빈 공간은 공기가 전혀 들어있지 않은 완전한 진공 상태로 하고 공기가 수면을 누르는 힘과 유리관 속 수은 기둥이 누르는 힘이 완벽하게 같아지는 지점이 바로 76cm라는 점을 확인하고 토리첼리는 1기압은 수은 기둥 76cm와 같다는 사실을 확인하고 1기압을 760mmHg로 정의 했습니다. 물이 아닌 수은을 사용한 이유는 수은은 상온에서 액체로 존재하는 금속 중 밀도가 극도로 높은 물질이기 때문에 76cm까지만 올라가지만 물기둥은 1기압에서 10.3m까지 올라가기 때문에 실험이 어렵습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.주기율표에 수록된 118종의 원소가 모두 지구상에 존재하는 것은 아니다라는 말은, 자연 상태의 지구에서 발견되는 원소와 인위적으로 만들어낸 원소가 섞여 있다는 뜻입니다.자연 상태에서 존재하는 원소는 1번 수소부터 92번 우라늄까지의 원소들로 대부분 지각, 바다, 대기 등 지구의 자연 상태에 존재합니다. 93번 이후의 원소들부터 118번 오가네손까지의 무거운 원소들은 자연 상태의 지구에는 존재하지 않고, 입자 가속기를 이용해 가벼운 원자핵들을 엄청난 속도로 충돌시켜 인위적으로 합성해낸 원소들입니다. 이들 원소들이 자연 상태에 존재하지 못하는 이유는 원자핵의 불안정성과 반감기 때문입니다. 원자번호가 커질수록 원자핵 속에 들어가는 양성자와 중성자의 수가 많아지면서 양성자끼리는 서로 밀어내는 힘이 작용하여 원자핵이 극도로 불안정해기 때문에 존재할 수 없습니다. 또한, 이렇게 불안정한 초중량 원소들은 생성되는 즉시 방사선을 방출하며 더 가벼운 원소로 쪼개지면서 방사성 붕괴가 일어납니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.자외선에 노출되면 옷의 색이 바래거나 플라스틱이 변색되는 이유는 광산화작용과 발색단의 분해 반응이 일어나기 때문입니다. 자외선은 높은 광자 에너지를 가지고 있어 자외선이 물질에 닿으면 유기 화합물의 분자 결합을 직접 끊어버릴 수 있을 만큼 강한 에너지를 전달하게 됩니다. 옷의 색이 바래는 이유는 옷감에는 염료가 특정 색을 띄게 하는 발색단인 존재하는데, 높은 에너지를 가진 자외선이 염료 분자에 부딪치면 염료들의 다중 결합을 끊어내고 단일 결합으로 변하면서 분자가 더 이상 가시광선을 정상적으로 흡수하지 못하게 되면서 본래의 색을 잃고 희미하게 바래게 됩니다.플라스틱이 누렇게 변하고 깨지는 이유는 플라스틱이 고분자 탄화수소 사슬을 가지고 있는데, 플라스틱이 자외선을 받으면 단순 탈색을 넘어 플라스틱 자체의 화학적 분해가 일어납니다. 이 반응을 광산화 작용이라고 합니다. 광산화 작용이 일어나면 새로운 산화 작용기가 고분자 사슬 곳곳에 생겨나게 되고 이 작용기들이 파장이 짧은 푸른빛을 흡수하면서, 표면이 누렇게 변하는 황변 현상이 일어나게 만듭니다. 또한, 플라스틱의 고분자 사슬이 끊어 지면서 튼튼하던 구조가 깨지고 표면이 쉽게 바스러지게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.결론부터 말씀드리면, 개미나 벌에 쏘였을 때 침을 바르는 것은 잘못된 방법으로 오히려 위험할 수 있습니다. 민간요법으로 자주 언급되지만, 의학적으로는 권장하지 않는 처치법 입니다.벌이나 개미의 독에 산성 성분이 들어 있어서, 알칼리성인 침을 바르면 중화된다고 생각해서 바르는데, 사실 사람 침은 거의 중성에 가깝기 때문에 독을 중화시키는 화학적 효과는 거의 없습니다. 오히려 말벌의 독은 약알칼리성이기 때문에 침을 바르면 안됩니다.사람의 침을 바르면 좋지 않는 이유는 사람의 입속에는 수백 종의 세균이 살고 있어 벌이나 개미에 쏘여 피부에 미세한 상처가 생긴 상태에서 침을 바르면, 입속 세균이 상처를 통해 침투해 2차 세균 감염이나 봉와직염 같은 질병을 유발할 수 있어 위험합니다. 벌에 쏘였을 때는 침을 바르는 대신 벌침을 제거하고 물과 비누로 세척한 다음 연고를 바르는 것이 안전합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.신기루는 공기의 온도 차이로 인해 빛이 굴절되면서 멀리 있는 물체나 하늘의 모습이 실제 위치가 아닌 다른 위치에 비쳐 보이는 현상을 말합니다.신기루가 생기는 핵심 원인은 공기의 온도 차이에 따른 빛의 굴절입니다. 보통 빛은 공기 중에서 직선하지만 공기의 밀도가 다르면 빛이 꺾입니다. 빛이 밀도가 다른 공기층을 만나면, 굴절률의 차이 때문에 직진하지 못하고 밀도가 높고 차가운 쪽으로 휘어집니다.사막에서 보이는 오아시스 신기루는 대표적인 하층 신기루입니다. 사막의 모래 바닥은 섭씨 70~80도까지 치솟기 때문에 땅에 가까운 공기는 매우 뜨겁고, 위쪽 공기는 상대적으로 차갑습니다. 빛이 지표면 근처의 뜨거운 공기층을 만나면, 땅에 부딪히지 않고 위쪽으로 둥글게 꺾여 올라가 사람의 눈에 들어가면 사람의 뇌는 빛이 당연히 직선으로 왔다고 생각하므로, 눈에 들어온 파란 하늘의 빛을 지표면에 파란 물체가 있다고 인식합니다. 결과적으로 지표면에 비친 파란 하늘과 더운 공기가 합쳐져, 마치 땅에 오아시스나 물웅덩이가 찰랑거리는 것처럼 보이게 됩니다.