가끔 보면 변기에 물때로 빨갛게 보이는 때는 어떤 원리인가?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.건물 타일 표면의 코발트나 철, 망간 등이 세균과 곰팡이 등의 작용에 의한 것으로 세제나 물에 융해된 것입니다. 그래서 물이 고여 있는 가장자리에 생겨나 있습니다. 그 붉은색 물때를 유발하는 원인운 메틸로박테리움, 코리네박테리움, 영균, 간균, 산토모나스균, 슈도모나스균 등으로 단순한 미생물입니다. 건강에 큰 해를 끼치지 않습니다. 다만 미관상 좋지 않기 때문에 청소를 잘 해줘야 합니다. 물이 고이지 않도록 물기제거와 환기를 잘해주는 것도 도움이 됩니다. 보통은 신축한지 2,3년 정도면 생기지 않지만 계속 발생하기도 합니다. 자주 청소해주고, 욕실 건조를 잘 해주는 것 말고는 해결이 어려울 것 같습니다. 타일이나 위생기구 코팅으로 해결된다는 업체들도 있는데 근본적인 해결은 아닙니다.
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달은 지구와 거리가 항상 일정하나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.달과 지구의 거리는 늘 다릅니다. 항상 비슷한 궤도를 돌고 있지만 완전 똑같은 궤도가 아니며, 타원형의 공전궤도입니다. 그렇기에 가까워졌다가 멀어졌다가 바뀌는 것입니다. 지구와 달의 거리가 매번 달라지기 때문에 지구에서 관측되는 달의 크기나 밝기 또한 달라지게 되는 것입니다.아폴로 프로젝트를 통해서 달에 착륙하였을 때 달 표면에 반사경을 설치하고 왔었는데 지구에서 레이저 광선을 쏘아 그 빛이 반사되어 오는 시간을 측정하여 달과의 거리를 알 수 있습니다. 최근 과학자들은 달이 지구와 점차 멀어지고 있음을 알게 되었다고 합니다. 1년에 약 3.8cm 가량 멀어진다고 하는데 10억년 정도면 현재 지구와 달의 거리의 10% 가량 멀어지는 것입니다. 현재 발표된 원인이 달로 인해서 생겨나는 밀물과 썰물이 지구의 자전력을 빼앗기 때문이라고 합니다. 달은 약 45억년 동안 지구의 위성으로 존재해왔고, 이러한 현상이 지속적으로 있었을 것으로 보고 있습니다. 이제 달이 지구와 멀어지는 현상이 지구와 우주에 어떠한 영향을 주게 될 것인지 예측하는데 관심을 가지고 연구하고 있습니다. 달이 없어진 지구에는 생명이 살 수 없을 것이라 예측하는 과학자도 많이 있습니다. 하지만 달이 멀어지다가 영영 지구와의 영향권 밖으로 가버릴지는 알 수 없습니다. 아직은 현재 관측되는 현상을 통한 추측일 뿐입니다.
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도로에 블랙아이스가 생긴다고 하는데 이건 뭔가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.간단히 설명드리면 도로 위 살얼음입니다. 그 살얼음이 도로에 어두운색의 이물질들과 섞이고 얇게 얼게되면 노면이 그대로 보일 정도이기 때문에 육안으로 발견하기 어려워지는데 이를 블랙아이스라고 합니다. 블랙아이스는 일반 얼음처럼 반사광이 많이 발생하는 것도 아니며, 매우 얇게 형성된 살얼음이라 노면과 비슷하게 보입니다. 그러면서도 얼음 특유의 마찰이 줄어드는 특성이 있습니다. 모르고 지나가다가 미끄러져 사고로 이어질 수 있는 것입니다.블랙아이스는 도로에 눈 등이 녹아서 생긴 수분이 기온이 낮아질 때 다시 얼게 되면서 도로에 기름이나 흙 같은 각종 이물질이 섞인 상태로 얼며 생성됩니다. 그렇기에 더 어두운 색이면서 얇기 때문에 도로면까지 보입니다. 도로가 젖어 있다고 느낄 수도 있습니다. 하지만 얼음 특유의 미끄러움 때문에 그 위에서 타이어가 미끄러지는 것입니다. 겨울철 그늘지고 노면이 젖어보이는 곳에서는 속도를 줄여서 지나가는 것이 좋고, 급격한 감속은 차가 더 잘 미끄러지게 할 수 있습니다.
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신체에서 가장 작은 뼈는 어디인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.인체에서 가장 작은 뼈는 이소골입니다. 중이 안에 있는 뼈로 고막과 전정기관 사이에 있습니다. 이소골은 얇은 점막으로 싸여 있고 소리의 진동을 고막에서 내이로 전달하며, 손상을 줄 만큼 큰 소음이 들어왔을 때는 소리를 전하는 진동의 형태를 수평으로 바꿔 소리를 줄여 줌으로써 청각신경을 보호하는 역할을 합니다. 근육량이 가장 많은 곳은 허벅지입니다. 인체의 근육량 2/3 정도를 차지하는 것으로 알려져 있습니다.
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이집트의 미이라는 만들었을때부터 지금까지 보존을 유지할 수 있는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.결론부터 말씀드리자면 고대이집트의 미이라 제조시 사용되는 염분 때문에 부패하지 않고 현대까지 형태를 유지할 수 있는 것입니다.미이라를 만드는 과정을 설명드리겠습니다. 미이라를 만들 시신에서 부패가 빠르게 진행되는 뇌와 장기 등을 먼저 외부로 빼냅니다. 뇌는 코를 통해서 긴 막대 같은 것을 두개골 속으로 넣고 으깨서 빼내게 됩니다. 그래서 미이라가 발견될 때 다른 장기는 항아리에 담겨져 보고 했지만 뇌는 없습니다. 몸에서 빼내거나 보존하는 것이 가장 어려워서 그런 듯합니다. 나머지 보존이 가능한 장기는 염장처리 후 항아리에 담아 보관하는데 특히 심장의 보존을 중요시 했습니다. 나머지 신체도 소금에 묻어뒀다가 수분이 빠지고 미생물 등이 번식 못하게 되면 꺼내는데 소금이 단백질 조직을 단단하게 하면서 미생물이 번식하지 못하는 상태로 만들어주는 것입니다. 그 후에도 향유, 나무수지, 밀랍, 식물성 기름 등을 발라서 방부처리를 하게 됩니다. 고위급 시신은 사제들에 의해서 최대 70일까지 힘든 처리절차를 거쳐서 미이라로 만들었다는 기록이 있었습니다. 답변에 많은 부분을 생략했지만 발견된 기록에 따르면 매우 힘든 과정을 거쳤다는 것을 알 수 있었습니다. 그렇게 해서 그 오랜 세월을 지나서도 형태를 잘 유지한 미이라가 발견될 수 있었습니다.
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겨울철 건설업 쪽에서 사용하는 방동제의 성분은 무엇인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.콘크리트가 동해를 입지 않도록 해주는 방동제는 특수 질소 화합물이 주성분입니다. 섭취하게 될 경우 구토, 발작 증세가 나타나며 사망에 이를 수 있습니다.방동제의 주성분도 남겨드리겠습니다. 방동제 주성분은 아질산나트륨, 아질산칼슘, 계면활성제, 이산화규소, 멜라민, 물, 기타첨가물이 들어갑니다.
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이를 닦고나서 물로 헹구는것이 좋은가요? 안헹구는 것이 좋은가요??
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.외국의 경우 불소성분과 치아가 반응하는 시간을 중요시하기 때문에 치약을 뱉고 물로 헹구는 것까지는 하지 않는 경우가 많습니다. 실제 그렇게 권장하는 국가들이 있습니다. 하지만 우리나라에서는 치약에 불소 뿐 아니라 계면활성제나 미세한 연마제(요즘은 연마성분이 없는 제품이 많은 것 같습니다., 보존제 등이 유해할 수도 있다고 판단하여 양치 후 입을 헴구도록 권장하고 있습니다. 치약의 사용방법에도 헹구도록 안내하고 있습니다. 불소 또한 너무 많은 양을 섭취하게 되면 급성으로 복통과 설사 등의 증상을 유발할 수 있어 헹궈주는 것이 좋겠죠? 그래도 치사량 기준을 보면 불소 1000ppm(고불소에 속함)의 치약을 기준으로 소아는 치약 하나, 성인은 치약 두개 정도를 한꺼번에 섭취했을 때라고 하니 약간의 치약을 섭취하는 것으로는 위험하지 않습니다. 앞서 얘기했듯이 계면활성제, 연마제, 보존제 등도 있지만 이 역시 안전성을 인증받고 사용하였을 것이기 때문에 소량 섭취로는 문제가 없습니다. 그냥 잘 뱉어내는 것으로도 괜찮긴 합니다. 하지만 사람마다 유해성 정도가 다르고, 계면활성제가 가장 문제인데 입에 성분이 남아 있을 때 구강건조증을 유발하여 부작용이 발생할 수 있습니다. 어떤 경우 구취를 유발할 수도 있습니다. 요즘은 자연유래성분으로 대체된 제품이 늘고 있어서 굳이 헹구지 않아도 될 제품도 있을 것 같습니다.의학적으로 충치예방을 위해서는 헹구지 않고 거품을 뱉는 것으로 끝내는 것이 좋습니다. 어떤 논문에서 나온 실험 결과를 보면 물로 헹궈낸 그룹도 충치예방의 효과가 있었고, 거품을 뱉기만 한 그룹과 큰 차이는 없었다는 것을 확인할 수 있었습니다. 그런 점을 보면 양치를 올바르게 하는 것이 더 중요할 것 같습니다. 국내 치과의사 중에는 불소가 치아와 접촉하는 시간을 늘릴 수 있도록 양치시간을 늘릴 것을 추천하는 사람도 있습니다. 이는 양치 후 거품만 뱉고 입 안에 불소성분이 남아 있도록 하는 외국과 비슷한 개념일 듯합니다.치약의 여러 성분들을 섭취하는 것이 불안하다면 양치 시간을 늘려주고, 물로 헹궈서 마무리 하는 것이 좋을 것 같습니다.추가적으로 칫솔질을 할 때 너무 세게 누르면 치아가 손상될 수 있기 때문에 치아와 솔이 접촉만 한다는 생각으로 문질러주면 됩니다. 치아 사이에 음식물을 제거하는 것을 치실이나 치간칫솔이 효과적입니다. 일반적인 양치는 불소와 치아의 접촉시간이 중요하며, 표면에 음식물은 약한 솔질에도 제거가 가능합니다.
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내진설계를 하는 과학적 원리는 무엇일까요
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.내진설계라는 것은 지진을 견뎌내기 위한 설계이기도 하지만 건축물에 영향을 주는 다양한 진동 및 하중에 견디기 위한 설계이기도 합니다. 구조설계시 건축물에 영향을 주는 힘을 하중이라 표현하는데 지진하중, 풍하중, 적설하중, 건축물 자체하중 등 여러 요인을 고려하여 설계합니다. 그 중에 가장 크게 영향을 줄 수 있는 것이 지진이기 때문에 지진에 대비한 설계라 생각할 수 있습니다.지진과 태풍, 적설량 등은 오랫동안 기록해온 데이터 중 가장 큰 값을 기준으로 계산되어 집니다. 이 기준은 지역에 따라서 차이가 있지만 값을 높게 잡아서 대입하는 구조기술사가 많습니다. 그래야지 더 안전하니까요.여러가지 하중이 건축물에 작용했을 때 건축물 전체가 어떤 방향으로 쓰러지는지 시뮬레이션을 합니다. 그리고 더 세부적으로 구조체 각 부재의 어느 부위가 가장 큰 힘을 받게 되는지 찾아냅니다. 힘의 방향도 확인합니다. 어떠한 방향에서 가잔 큰 힘이 작용해서 무너진다는 결과가 나오면 그 힘에 대응할 수 있도록 구조체를 설계합니다. 예를 들어 보를 보면 한 건축물에 있는 보도 위치나 다른 보들과의 관계에 따라 힘을 많이 받는 부위가 다릅니다. 그렇기 때문에 수학적 계산으로 각 부위에 작용하는 힘의 크기를 확인하고 적절한 양의 철근 강도와 개수를 결정해서 설계해줍니다. 철근이 너무 많아도 건축물이 쉽게 무너질 수 있기 때문에 적절한 양의 철근과 부재 사이즈로 설계해야 됩니다. 그 외에도 내진설비 중 건축물에 작용한 진동을 대신 흡수하여 상쇄시키는 것도 있습니다. 형태는 다양하지만 간단히 설명드리자면 건축물이 흔들렸을 때 내진설비가 그 진동을 흡수해서 대신 흔들림으로써 건축물의 흔들림은 줄어들거나 멈추게 됩니다. 롯데타워 등과 같은 초고층 건축물에서 많이 사용되는 방식입니다.
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진공청소기는 어떤 과학적 원리로 작동되는지요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.진공청소기의 원리는 간단합니다. 내부에 설치된 모터가 가동되면서 팬 또눈 임펠러가 회전하며 공기를 빠르게 한 방향으로 흘러가게 해줍니다. 이때 공기의 방향은 청소기 내부에서 외부를 향하게 해주는데 청소기 노즐이 없는 곳으로 흐르게 합니다. 청소기 내부에서 외부로 공기를 배출하면 먼지통 내부가 진공상태에 가까워지며 저기압이 됩니다. 그 속도가 매우 빠르기 때문에 외부와 기압차이가 많이 나면서 외기가 청소기 내부로 빨려들어가게 됩니다. 공기가 더 높은 압력으로 빨려 들어가도록 모터를 회전력을 높이거나 노즐입구의 유효면적을 줄이는 등의 여러 추가적인 조건을 만들어주지만 기본적인 원리는 먼지통 내부의 기압을 낮추어서 인위적으로 공기가 외부에서 내부로 흘러들어오게 만드는 것입니다. 청소기 내부(먼지통 부분)의 공간이 진공상태에 가깝게 만들어서 공기와 함께 먼지를 빨아들이기 때문에 진공청소기라는 명칭이 붙은 것입니다.
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지하철 안 모기는 어떻게 날 수 있는 걸까요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.지하철을 비롯한 모든 이동수단은 내부가 외기의 영향을 거의 받지 않는다면 실내에 이동으로 인한 대류가 일어나지 않습니다. 지하철의 내부 공기도 이동에 의한 대류는 발생하지 않기 때문에 공기는 사람들의 이동 등이 없다면 거의 정체되어 있습니다. 모기는 날개로 공기를 밀며 비행하는 것이기 때문에 정체된 공기 중에서는 자신들이 원하는대로 움직이기 쉬울 것입니다. 혹시라도 창문 등을 열어서 외기의 흐름이 실내로 들어오게 된다면 대류가 발생하여 모기 같은 비행을 하는 것들이 영향을 받을 것입니다. 이동 중인 차에 창문을 닫고 갈때 모기 등의 움직임에 영향을 주지 않겠지만 창문을 열게 되면 바람에 의해서 모기가 휩쓸려 날려가는 것도 그런 원리입니다.
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