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답변 내역

태양의 에너지 생성원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 오현수 과학전문가입니다.태양은 수소와 헬륨이 풍부한데요. 자체 내부의 온도는 1500만 K 정도로 초고온을 유지하고 있습니다. 이러한 고온 환경에서는 원자핵과 전자가 분리되어지는데요. 이를 플라즈마 상태라고 합니다. 이때 수소 원자들이 충돌을 하면서 핵융합이 일어나게되는데, 핵융합과정에서 태양에너지가 발생하게됩니다.지구 입장에서는 만물의 근원이 되는 에너지가 바로 핵융합 과정에서 생겨나는 것이죠. 영원할것만 같은 태양도 수소가 핵융합이 모두 일어나 헬륨 원자가 되어지면, 상대적으로 핵융합이 일어나지 않을 것입니다. 그렇게 되면 태양도 꺼져가겠죠. 하지만 현재 태양은 청년기에 해당하며, 태양의 에너지가 사라지게 되려면 정말 아주 아주 아주 아주 오랜 시간이 걸릴것입니다. 답변이 도움이 되엇으면 좋겠습니다. 읽어주셔서 담사합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.02.18
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비행기가 뜨는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 오현수 과학전문가입니다.비행기가 뜨는 이유는 양력때문입니다.휴지를 아랫잎술 바로 밑에 두고, 휴지위로 바람을 세게 불어보세요. 그럼 휴지가 뜨는것을 볼수 있습니다.바람은 휴지위로 빠르게 앞으로 나아가는데, 오히려 휴지는 위로 뜹니다. 간단히 이것이 양력입니다.비행기 날개의 단면을 보면 일반적으로 위로 볼록하며 아랫면은 윗면에 비해 평평합니다. 같은 바람이라도 동일시간에 날개 앞면에서 뒷면을 도달하는데, 위로볼록한 윗면의 길이가 더 길기 때문에 윗날개쪽 속도가 더 빠르게 됩니다.이때 양력을 이해하려면 베르누이법칙인데요. 유체의 흐름의 에너지는 유지된다는 거죠.윗면의 속력이 빠르면 상대적으로 위치에너지는 동일하다고 볼때 압력이 아랫쪽에서 더 크게 형성되어집니다.제가 무지 악필인데 베르누이 공식과 더불어 양력의 형성이 아래에서 위로 만들어지는 것을 종이에 써봤습니다. 이해가 잘 되셨으면 좋겠습니다.읽어주셔서 감사합니다.
학문 / 물리
22.02.18
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겨울, 여름 같은 운동량에 따른 열량차이가 있나요?
안녕하세요. 오현수 과학전문가입니다.체온을 유지하기 위해서는 상당량의 에너지가 필요합니다. 특히나 추운 겨울 밖에서 운동한다면 떨어지는 체온을 보상하기 위해 더 많은 에너지를 소모하게 되죠. (아무래도 갑상선의 작용이 더 활발해지겠죠?) 이는 다른말로 기초대사량이 증가한다고 볼수 있습니다. 이와 같이 항상성을 유지하기 위해 소모하는 에너지를 기초대사량이라 하는데, 같은 운동을 하더라도 기초대사량이 크다면 더 많은 에너지를 소모한다고 볼 수 있습니다.따라서 추운 겨울에 운동을 하는 것이 열량소모의 관점에서는 더 클 수 있습니다. 답변이 도움되었으면 합니다. 읽어주셔서 감사합니다.
학문 / 물리
22.02.17
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바다물은 영하의 기온에도 잘 얼지 않는 이유가 뭘까요?
안녕하세요. 오현수 과학전문가입니다.질문자 분께서 '어는점 내림'이라는 개념이 궁금하신것 같네요. 이에 대해 과학적으로 설명드리겠습니다. 액체가 고체가 되어질때 온도가 낮아지게되면 분자의 운동에너지가 낮아지며 분자간 인력이 주된 상호작용이 됩니다. 특히 물분자의 경우 수소결합또한 있어서 흔히들 말하는 육각형 결정 구조로 고체가 형성되는것으로 알려져있지요. 그런데 순수한 물이 아닌 염분이나 다른 불순물이 섞여있는 경우에는 물분자간 상호작용을 방해하게 되며 고체를 형성하기 어렵게 되죠. 이러한 원리로 어는점 내림이 형성되어집니다. 반면 끓는점 오름의 경우 액체가 기체가 되어질때 분자간 불순물이 있는경우 불순물-물 간의 상호작용이 물분자간 상호작용보다 커서 끓는점 오름또한 발생할수 있습니다. 예전에 라면을 끓일때 스프를 먼저 넣어야 끓는점을 높힐수 있고 면발을 빠른시간내 높은온도에서 익힐수 있기 때문에 더 맛있다고 하는 얘기가 생각나네요. 아래의 공식은 어는점 내림값에 대한 공식입니다. 답변이 도움되었으면 합니다. 읽어주셔서 감사합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.02.17
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커피믹스 봉지로 커피저어먹으면 환경호르몬
안녕하세요. 오현수 과학전문가입니다.환경호르몬의 정확한 정의는 유기물질, 플라스틱 등 인공화합물에서 발생하는 물질로 인체에 들어가 호르몬과 유사한 작용을 하며, 인체내 호르몬 교란 및 체내 이상을 일으킬 수 있는 물질을 말합니다. 커피믹스의 비닐은 다중구조로 되어있는데, 일반적으로 가장 안쪽과 바깥쪽은 환경호르몬을 많이 포함하는 가소재가 없기 때문에 환경호르몬에 노출되는 것이 문제 될것이 없으나, 커피믹스를 뜯을 때, 단면이 노출되어지게 될때, 그 단면에서 환경호르몬 노출가능성이 있다고 합니다. 실제 비닐의 안쪽 구조에 인쇄가 이루어지고, 안쪽과 바깥쪽이 이를 감싸는 구조를 만들게 되는데, 이때 인쇄물이 뜨거운 물에 닿으면, 환경호르몬의 인체내 노출의 가능성이 있는 것이죠. 예방은 질문자분께서 이미 답을 하셨던것처럼, 커피믹스 봉투로 짓지 않는등 최대한 위험요인 노출을 피한는 것인데요. 굳이 커피믹스 봉투를 사용해야 한다면, 봉투를 찢지 않은 뒷면을 사용하는 것이 그나마 안전할 수 있다고 하네요. 사회적 관점에서 본다면, 최근 비닐을 사용하지 않는 추세이니, 인쇄물 없는 커피믹스 봉지를 만들거나, 아예 종이봉투를 사용하는 것도 사회적 관점에서 환경호르몬 노출을 예방하는 방법이 될수 있다고 봅니다. 글을 작성함에 있어서, 2017년도 중앙일보 기사 및, 환경호르몬(environmental hormone) 의 학문적 정의를 참조했습니다. 부족한 답변이었지만 질문자분께 많은 도움되었길 바랍니다. 읽어주셔서 감사합니다.
학문 / 화학
22.02.16
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뜨거운 물체에 닿았을 때 무조건 사람이 피하는 이유가 무엇일까요?
안녕하세요. 오현수 과학전문가입니다.질문자 분께서 궁금하신 것은 '반사(reflex)'에 해당합니다.먼저 우리몸이 움직이기 위해서는 우리몸안에서 어더한 일들이 일어날까요? 어떠한 특정상황을 인지하면 그것이 감각신경을 따라 척수(spinal cord) 에 도달하고 이것이 머릿쪽으로 쭉쭉올라가 특정상황에 대한 정보를 대뇌에 전달해야합니다. 그리고 대뇌에서는 이 정보들을 분석해 어떠한 행동을 취하게 되는거죠. 하지만 통증이나 우리 몸의 손상을 줄 수 있는 자극은 다릅니다. 위험한 상황이 발생하면 빠른 순간에 이를 피해야하는데 대뇌까지 그 정보를 전달하면, 그 시간동안 치명적인 손상을 일으킬수 있기때문에 우리몸에는 척수반사라는 보호기전이 존재합니다. 대뇌를 거치지 않고 바로 위험요인을 피할수 있게말이죠. 만약 갑자기 팔을 잡아당기는 상황이 있을경우 우리몸은 즉각적으로 팔이 늘어나는 상황(즉 인대가 늘어나는 상황) 을 인지해 근육을 수축하게하려 팔이 빠지는 현상을 막게되며, 통증이 발생한경우에는 통증을 회피할수 있는 근육을 수축시켜 즉시 몸을 회피할수 있게합니다. 단연접 반사 등 여러 반사가 이에 포함되며, 통증에 대한 정보는 동시에 대뇌로 정보를 전달시켜 이에 대한 정보 또한 전달하기 때문에 우리몸이 통증을 인지할수 있습니다.저작권과 관련하여 관련 사진을 올려드릴 수 없어 죄송하단말씀 드립니다. 그러나 검색창에 withdrawal reflex를 치면 이해하기 쉬운 다양한 이미지가 나올것입니다. 이를 통해 보다 쉽게 이해하하셨으면 합니다. 답변이 도움되었으면 좋겠습니다. 읽어주셔서 감사합니다.
학문 / 물리
22.02.16
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탄산음료를 마시면 트림이 나오는 이유가 무엇인가요
안녕하세요. 오현수 과학전문가입니다.탄산음료는 탄산가스 H2CO3 즉 이산화탄소를 고압으로 및 저온 상태에서 음료 액체안에 녹인 상태입니다. 탄산음료가 몸에 들어오게되면 우리몸의 체온은 36.5도 정도 되기때문에 급격히 음료안의 탄산가스의 용해도가 떨어지게되고 다시 기체로 변화하게됩니다. 이때 우리몸에서 흡수되지 않은 과량의 이산화탄소는 우리몸의 위 및 식도 괄약근을 이완시키며 다시 입밖으로 트림의 형태로 나오게 되는 것이죠. 이 과정에서 많은 사람들이 소화가 잘 되는 기분을 느낄수 있으나, 실제 소화과정에는 전혀 무관하며 오히려 소화기의 기능을 약화시킬수 있기 때문에 과도한 탄산음료의 섭취가 좋지 않은 점 또한 알려드립니다. 과학적 관점에서 접근해보았는데, 도움이 되었으면 좋겠습니다. 읽어주셔서 감사합니다.
학문 / 화학
22.02.16
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별똥별이 떨어지면서 불에타는 이유는?
안녕하세요. 오현수 과학전문가입니다.우주는 진공상태에 근접한 성격을 띄고 있습니다. 그러다가 지구의 중력권에 들어오게 된 작은 운석들은 지구를 향해 떨어지게되는데요. 이때 질문자님께서 질문하셨던 것처럼 불에 타면서 대부분 소실되어지게 됩니다. 그이유는 대기권으로 들어오는 과정 속에서 두꺼운 공기층과 강력한 마찰로 인해 열과 압력이 발생하게 되고 이로 인해 불에 타서 사라지게 되는 것이죠. 그리고 구름의 분포는 대기권에서 약 10km 높이까지 생기게되는데, 이는 대기권 전체의 1%에 불과하다고 합니다. 답변이 도움되었으면 합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.02.16
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주전자에서 물이 끓을 때 주전자 속 물을 100도 일까요?
안녕하세요. 오현수 과학전문가입니다.물의 끓는점은 일반적으로 100도로 알려져 있습니다. 그 이유는 우리가 1기압 환경 조건에서 살고 있기 때문입니다. 기압이 내려가게되면 더 낮은 온도에서도 물은 끓게되지요. 높은 산속에서 라면을 끓여먹으면 라면이 설익는것과도 그 개념이 이어집니다. 그렇다며 물이 끓는 것은 어떠한 상황을 의미할까요? 이는 액체의 성상을 띄고 있는 물분자간 상호작용의 힘을 넘어선 열에너지가 물분자에게 공급되어 운동에너지가 증가되어, 액체간 분자 상호작용을 끊고 기체로 날아가는 것을 의미하죠. 기체는 물에 쉽게 녹지 않기 때문에 그 과정속에서 물이 보글보글 끓게되는 것이구요. 물론 모든 물분자는 동일한 운동에너지를 가지고 있지 않기때문에, 끓는 중간 과정에서도, 김이 생기며 기체로 날아가는 것을 볼 수 있는데요. 일반적으로 100도에 물이 끊는 것은, 온도가 100도가 되어야 가장 많은 분자들이 평균적으로 적정수준의 운동에너지를 공급받으며 기화되는 것으로 이해하면 됩니다. 최종적인 답변은 100도에서 대부분의 물분자들이 충분한 에너지를 공급받으며 강하게 기화되며 물이 보글보글 끓는것입니다. 물론 100도가 도달하기 전에도 기포가 조금씩 생기는 것을 볼 수 있는데, 이는 이미 액체에서 기체로 날아갈 수 있는 충분한 에너지를 가지고 있는 분자들이 기화되고 있는 과정으로 보면 되겠습니다. 그리고 주전자에서 소리가 날정도로 끓는 물의 온도를 재본다면, 그때는 100도에 해당할 것입니다.명확한 답변이 아닐 수 있지만, 질문자님의 이해의 폭을 넓힐수 있는 답변이되었으면 합니다. 읽어주셔서 감사합니다.
학문 / 화학
22.02.16
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전투기가 거꾸로 날면 양력이 아래로 향해 추락하는거 아닌가요?
안녕하세요. 오현수 과학전문가입니다.제가 물리학쪽이 전문분야는 아니지만, 질문자분의 질문은 매우 직감적이고 뛰어난 질문이라고 생각합니다. 비행기의 양력은 간단하게 베르누이 법칙으로 설명할수 있지요. 비행기가 앞으로 나아가려는 추력을 통해 상대적으로 비행기 날개의 위 아래의 모양의 특성으로 비행기 날개 위/아래의 바람의 속도차이가 생기게 되는데요. 이때의 속도차이가 베르누이법칙을 생각해 볼때 양력의 발생원리라고 볼 수 있죠. 그렇기때문에 일반적으로 비행기의 날개는 위쪽이 볼록하고, 아랫쪽은 상대적으로 완만한 모양을 하고 있는데요. 이 모양의 특성이 비행기가 정방향으로 날 때 보다 양력을 받기 용이한 구조로 되어있다고 보아도 됩니다. 비행기를 탔을 때, 비행기가 단순히 날개 한덩이로만 되어 있지 않음을 보셨으리라 생각합니다. 이륙하고, 착륙할 때, 날개의 모양이 조금씩 변화하는 것을 볼 수 있는데.. 보셨을런지 모르겠습니다. 날개의 모양의 변화는 일종의 '받음각'을 변화함으로 보다 양력을 용이하게 만들 수 있게 한다고 합니다. 비행기가 거꾸로 나는 것을 배면비행이라 하는데, 배면비행시에도 양력은 발생하나, 일반적으로 정방향으로 날때보단 양력의 효율이 떨어지겠쬬? 하지만 배면비행을 할 때, 받음각을 크게하면, 배면비행 중에도 양력을 온전히 발생시킬 수 있다고 하네요. 그리고 더 나아가 일반적으로 전투기와 같은 비행기는 비상상황등이 많아, 다양한 경로로 주행을 해야하기 때문에, 비행기의 날개의 모양의 단면을 일자, 또는 볼록렌즈 모양처럼 상하 대칭으로 디자인하는 경우도 많다고 합니다. 대칭적인 날개 모양은 상대적으로 비행기가 뒤집히더라도 양력의 발생의 차이가 정방향과 큰 차이가 없기 떄문입니다. 그리고 상황에 맞게 '받음 각'을 조절함으로 배면비행시에도 안정적으로 양력을 발생시켜 비행기가 날 수 있게 하는 것입니다. 제 답변이 도움되었길 바라며, 더 많은 항공 전문가분들이 답변 달아줄것이라 기대합니다. 읽어주셔서 감사합니다.
학문 / 물리
22.02.16
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