안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
기계공학
Q. 차음 유리의 원리를 알려 주세요...
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.차음 유리는 외부 소음을 줄여주는 효과가 있는 유리입니다. 차음 유리의 원리는 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다.첫 번째 원리는 음파의 반사입니다. 유리는 소리의 일부를 반사하는 성질을 가지고 있습니다. 따라서, 유리 두 장을 붙이면 소리가 한 장의 유리에서 반사되고, 다른 장의 유리에서 다시 반사되어 소음이 줄어듭니다.두 번째 원리는 음파의 흡수입니다. 유리 사이에 특수한 필름을 삽입하면, 필름이 소리의 일부를 흡수하는 효과가 있습니다. 이 필름은 일반적으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)나 폴리비닐부틸렌(PVB)로 만들어집니다.차음 유리의 차음 효과는 유리의 두께, 유리의 종류, 필름의 종류 등에 따라 달라집니다. 일반적으로 유리의 두께가 두꺼울수록, 유리의 종류가 차음 효과가 좋은 종류일수록, 필름의 두께가 두꺼울수록 차음 효과가 좋습니다.차음 유리는 자동차, 건물, 항공기 등에 사용됩니다. 자동차의 경우, 전면 유리, 측면 유리, 후면 유리에 차음 유리를 적용하면 외부 소음을 줄여 주행 안정성과 승차감을 향상시킬 수 있습니다. 건물의 경우, 창문에 차음 유리를 적용하면 소음 공해를 줄이고, 에너지 효율을 높일 수 있습니다. 항공기의 경우, 기내 창문에 차음 유리를 적용하면 외부 소음을 줄여 승객의 편안함을 향상시킬 수 있습니다.
화학공학
Q. 석유를 지상까지 끌어 올리는 기술은 무엇이며, 원리가 어떻게 되나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.석유를 지상까지 끌어 올리는 기술은 크게 자연압 생산과 회수증진으로 나눌 수 있습니다.자연압 생산은 석유층 아래에 존재하는 물이나 가스의 압력으로 석유를 끌어 올리는 방식입니다. 석유층은 일반적으로 물층, 석유층, 가스층으로 구성되어 있습니다. 석유층과 물층 사이의 압력차가 존재하기 때문에, 석유층에 존재하는 석유는 자연스럽게 물층으로 이동합니다. 이때, 물층의 압력으로 석유가 지상으로 분출됩니다.자연압 생산은 석유를 끌어 올리는 데 가장 간단하고 저렴한 방식입니다. 하지만, 석유층의 압력이 높은 경우에만 적용할 수 있고, 석유층의 압력이 낮아지면 생산량이 감소하는 단점이 있습니다.회수증진은 석유층의 압력을 인위적으로 높여 석유를 끌어 올리는 방식입니다. 회수증진 기술에는 다음과 같은 것들이 있습니다.수 주입법은 석유층에 물을 주입하여 석유층의 압력을 높이는 방식입니다.가스 주입법은 석유층에 가스를 주입하여 석유층의 압력을 높이는 방식입니다.화학물질 주입법은 석유층에 화학물질을 주입하여 석유의 점성을 낮추거나, 석유와 물의 상호작용을 촉진하여 석유의 이동을 돕는 방식입니다.열 주입법은 석유층에 열을 가하여 석유의 점성을 낮추거나, 석유의 이동을 돕는 방식입니다.회수증진 기술은 자연압 생산만으로는 생산할 수 없는 석유를 생산할 수 있도록 해 줍니다. 하지만, 회수증진 기술은 비용이 많이 들고, 환경에 미치는 영향이 우려된다는 단점이 있습니다.
생물·생명
Q. 추운 겨울에 새들의 발이 얼지 않는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.새들의 발이 추운 겨울에도 얼지 않는 이유는 다음과 같습니다.혈관 구조새들의 발에는 동맥과 정맥이 서로 얽혀 있는 원더넷이라는 구조가 있습니다. 이 구조는 심장으로부터 온 따뜻한 피가 발끝으로 가는 동맥과 발끝에서 올라오는 정맥이 서로 열을 교환하면서 체온을 유지하는 역할을 합니다.피하지방새들의 발에는 피하지방이 두껍게 발달되어 있습니다. 피하지방은 단열 효과가 뛰어나 외부 온도의 영향을 줄여줍니다.혈류 조절추운 날씨에 새들은 발로 가는 혈류를 줄여 체온을 유지합니다. 또한, 발끝의 근육을 수축시켜 혈관을 좁혀 열 손실을 막습니다.이러한 이유로 새들은 추운 겨울에도 얼지 않고 활동할 수 있습니다.
화학
Q. 우유섭취시 매운맛이 중화되는 원리는?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.우유가 매운맛을 중화시키는 원리는 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다.첫 번째는, 우유에 함유된 단백질과 지방이 매운맛의 원인인 캡사이신을 흡수하여 중화시키는 것입니다. 캡사이신은 지용성 물질이기 때문에, 우유의 단백질과 지방과 결합하여 용해됩니다. 이렇게 되면, 혀에 붙어 있던 캡사이신이 떨어져나가고, 매운맛이 줄어들게 됩니다.두 번째는, 우유의 칼슘이 캡사이신의 작용을 억제하는 것입니다. 캡사이신은 혀의 신경세포에 작용하여 통증을 유발하는데, 칼슘은 신경세포의 활동을 억제하는 작용이 있습니다. 따라서 우유를 마시면 칼슘이 캡사이신의 작용을 억제하여 매운맛을 덜 느끼게 됩니다.실제로, 우유를 마시면 매운맛이 덜 느껴진다는 연구 결과가 있습니다. 2013년 미국의 한 연구에 따르면, 우유를 마신 사람은 마시지 않은 사람에 비해 매운맛을 덜 느끼는 것으로 나타났습니다.맵찔이라면 매운 음식을 먹은 후 우유를 마시는 것이 도움이 될 수 있습니다. 또한, 우유 외에도 요구르트나 치즈와 같은 유제품도 매운맛을 중화시키는 데 효과적입니다.
토목공학
Q. 눈 중에 특히 함박눈이 오고 나면 주변의 소음이 굉장히 적어 지는데요 이러한 현상은 왜 일어나는 건가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.함박눈이 오고 나면 주변의 소음이 적어지는 이유는 다음과 같습니다.함박눈이 공기 중의 소음을 흡수합니다. 함박눈은 공기 중의 소리 파동을 흡수하는 성질이 있습니다. 이는 함박눈의 표면이 거칠기 때문입니다. 거친 표면은 소리 파동을 부딪쳐 흡수하기 쉽습니다.함박눈이 바람을 막아줍니다. 함박눈이 내리면 바람의 속도가 느려집니다. 바람의 속도가 느려지면 공기 중의 소음도 줄어듭니다.함박눈이 주변의 물체를 덮어줍니다. 함박눈이 내리면 주변의 물체가 함박눈으로 덮이게 됩니다. 물체가 덮이면 물체가 발생시키는 소음이 줄어듭니다.함박눈이 내리는 날에는 다음과 같은 소음이 줄어들 수 있습니다.자동차 소리사람의 말소리새의 지저귐바람 소리특히, 도시에서는 자동차 소리와 사람의 말소리가 줄어들면서 주변이 한결 조용해지는 것을 느낄 수 있습니다.