안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
화학
Q. 염산의 성분과 워험성이 궁금합니다
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.염산은 염소와 수소가 결합한 화합물로, 화학식은 HCl입니다. 무색 투명한 액체로, 산성도가 매우 강합니다. 염산은 산업, 가정, 실험실 등 다양한 분야에서 사용됩니다.염산의 위험성은 크게 화학적 위험과 물리적 위험으로 나눌 수 있습니다.화학적 위험은 염산의 산성도가 매우 강하여 피부, 눈, 호흡기 등에 손상을 입힐 수 있다는 것입니다. 염산에 피부가 접촉되면 화상을 입을 수 있고, 눈에 들어갈 경우 실명할 수도 있습니다. 또한, 염산 증기는 흡입되면 폐에 손상을 입힐 수 있습니다.물리적 위험은 염산이 끓는점이 낮아(110°C) 쉽게 끓어 넘칠 수 있다는 것입니다. 염산이 끓어 넘치면 화상을 입을 수 있고, 주변에 있는 물체에 화재를 일으킬 수도 있습니다.염산의 위력은 매우 강력합니다. 염산의 농도가 37% 이상이면 피부에 닿으면 즉각적인 화상을 입을 수 있습니다. 또한, 염산 증기는 10ppm 이상이면 눈, 코, 목에 자극을 줄 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구의 대기에는 어떤 기체가 포함되어 있나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.지구의 대기는 크게 질소, 산소, 아르곤, 이산화탄소, 수증기 등으로 구성되어 있습니다.질소(N2)는 지구 대기의 약 78%를 차지하는 가장 풍부한 기체입니다. 질소는 생명체의 구성 성분으로, 식물의 광합성에 필수적인 기체입니다.산소(O2)는 지구 대기의 약 21%를 차지하는 두 번째로 풍부한 기체입니다. 산소는 생명체의 호흡에 필수적인 기체입니다.아르곤(Ar)은 지구 대기의 약 0.93%를 차지하는 기체입니다. 아르곤은 무색, 무취, 무독의 기체로, 대기의 안정성에 중요한 역할을 합니다.이산화탄소(CO2)는 지구 대기의 약 0.04%를 차지하는 기체입니다. 이산화탄소는 온실 효과의 주범으로, 지구의 기온을 높이는 역할을 합니다.수증기(H2O)는 지구 대기의 약 0.02%를 차지하는 기체입니다. 수증기는 대기의 온도와 습도를 조절하는 역할을 합니다.이외에도 지구의 대기에는 미량의 기체들이 포함되어 있습니다. 이러한 기체들은 지구의 기후, 대기의 화학적 성질 등에 영향을 미칩니다.지구 대기의 구성은 고도에 따라 다릅니다. 지표면 근처의 대기에서는 질소와 산소의 비율이 가장 높지만, 고도가 높아질수록 이산화탄소와 수증기의 비율이 높아집니다.
화학
Q. 어떻게 사람은 개별적으로 다 맛있는 음식이 다를까요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.피자와 햄버거는 열량이 높고, 탄수화물, 단백질, 지방 등 다양한 영양소를 함유하고 있어 기본적으로 맛있다고 느껴질 수 있습니다. 하지만, 사람이 맛있게 느끼는 음식은 열량뿐만 아니라 다양한 요인에 의해 영향을 받습니다.개인의 선호도사람마다 음식에 대한 선호도가 다릅니다. 어떤 사람은 단맛을 좋아하고, 어떤 사람은 짠맛을 좋아합니다. 어떤 사람은 고기를 좋아하고, 어떤 사람은 채소를 좋아합니다. 따라서, 피자와 햄버거의 재료나 조리법에 따라 맛있게 느끼는 사람과 그렇지 않은 사람이 나뉠 수 있습니다.개인의 경험어렸을 때 맛있게 먹었던 음식은 성인이 되어서도 맛있게 느끼는 경향이 있습니다. 따라서, 피자나 햄버거를 어렸을 때 맛있게 먹었던 사람은 성인이 되어서도 맛있게 느낄 가능성이 높습니다.개인의 건강 상태개인의 건강 상태는 음식의 맛을 느끼는 데 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 당뇨병 환자는 단맛을 더 강하게 느끼는 경향이 있습니다. 따라서, 피자나 햄버거의 단맛을 더 강하게 느끼는 당뇨병 환자는 맛있게 느낄 가능성이 높습니다.이러한 요인에 따라 사람마다 피자와 햄버거를 맛있게 느끼는 정도가 다를 수 있습니다. 따라서, 피자와 햄버거가 다 맛있어야 한다는 것은 옳지 않습니다.
화학
Q. 이세상에 존재해는 원석이나 물질 중에서 영원히 산화 또는 썩지 않는 물질이 있나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다짧게 대답하자면, 없습니다. 모든 물질은 시간이 지남에 따라 산화되거나 부패합니다. 다만, 산화나 부패의 속도가 매우 느린 물질이 있습니다.산화란 물질이 공기 중의 산소와 결합하여 화합물을 형성하는 과정을 말합니다. 산화는 일반적으로 물질의 성질을 변화시키며, 때로는 물질을 약화시키거나 파괴하기도 합니다.부패란 유기 물질이 분해되는 과정을 말합니다. 부패는 일반적으로 세균이나 곰팡이 등의 미생물의 작용에 의해 일어납니다. 부패는 물질을 분해하여 가스나 물로 변화시키며, 때로는 물질을 독성 물질로 변화시키기도 합니다.산화나 부패의 속도는 물질의 종류, 주변 환경, 물질의 표면적, 물질의 크기 등 여러 가지 요인에 의해 영향을 받습니다.산화나 부패의 속도가 매우 느린 물질로는 다음과 같은 것들이 있습니다.금, 백금, 티타늄, 텅스텐, 니켈 등 귀금속과 특수 금속다이아몬드, 루비, 사파이어 등 보석유리, 세라믹 등 무기질 재료이러한 물질들은 산화나 부패에 매우 강한 저항성을 가지고 있습니다. 하지만, 완전히 산화나 부패되지 않는 것은 아닙니다. 시간이 오래 지나면 이러한 물질들도 조금씩 변질되거나 약화될 수 있습니다.
화학
Q. 손난로는 어떤 원리로 이렇게 뜨거워지는 건가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.손난로 안에 들어 있는 까만 석탄 같은 것은 철분(Fe)으로 만들어진 자석성 금속분입니다. 자석성 금속분은 자석에 붙는 성질이 있는 금속의 분말로, 손난로의 경우 철분, 코발트, 니켈 등의 금속을 주로 사용합니다.손난로를 흔들면 자석성 금속분이 서로 부딪히면서 마찰열이 발생합니다. 이 마찰열이 손난로의 내부 공기를 데우면서 손난로가 뜨거워집니다.손난로가 손에 댈 정도가 아닌 적당한 온도로만 뜨거워지는 이유는 자석성 금속분의 성질에 있습니다. 자석성 금속분은 마찰열이 발생하면 일정 온도 이상으로 올라가지 못하는 특성이 있습니다. 이 특성 때문에 손난로가 과열되는 것을 방지할 수 있습니다.손난로의 온도는 자석성 금속분의 함량, 손난로의 크기, 손난로를 흔드는 정도 등에 따라 달라집니다. 일반적으로 손난로를 흔들면 30~40분 정도 뜨거워지며, 온도는 50~60℃ 정도입니다.
생물·생명
Q. 최초의 종이는 무엇으로 만들어졌나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.최초의 종이는 기원전 2500년경 이집트에서 만들어졌습니다. 이집트 사람들은 파피루스라는 식물의 줄기를 얇게 찢어서 겹쳐 붙여 종이를 만들었습니다. 파피루스는 오늘날의 종이와는 달리 섬유질이 거칠고 강도가 약했지만, 기록을 남기는 데는 충분했습니다.
지구과학·천문우주
Q. 아지랑이가 생기는 과학적 원리가 뭔지 궁금합니다.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.아지랑이는 지면이나 물체가 햇빛을 받아서 가열되면서 공기가 데워져서 위로 상승하는 현상입니다. 뜨거운 공기는 차가운 공기보다 밀도가 낮기 때문에 위로 올라가면서 빛을 굴절시킵니다. 빛이 굴절되면서 우리가 보는 시야에 휘어져 보이는 것입니다.아지랑이는 주로 봄철이나 여름철에 맑은 날에 햇빛이 강하게 내리 쬘 때 볼 수 있습니다. 이때는 지면이나 물체가 햇빛을 많이 받아서 공기가 가열되기 쉽기 때문입니다. 또한, 습도가 높을수록 아지랑이가 잘 생깁니다. 습도가 높으면 공기 중에 수증기가 많아져서 빛이 굴절되는 정도가 더 커지기 때문입니다.
생물·생명
Q. 클라인펠터 증후군이 발생하는 원인은?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.클라인펠터 증후군은 남성의 성염색체가 정상적인 46, XY가 아닌 47, XXY인 경우를 말합니다. 이는 남성의 생식세포 감수 분열 과정에서 성염색체가 비분리되어 발생하는 것으로 알려져 있습니다.감수 분열은 생식세포를 만드는 과정으로, 이 과정에서 성염색체는 짝지어져서 한쪽으로만 이동해야 합니다. 그러나 이 과정에서 성염색체가 비분리되어 한쪽으로만 이동하지 못하면, 해당 염색체가 하나 더 있는 세포가 만들어지게 됩니다.클라인펠터 증후군의 경우, 대부분 아버지의 정자에서 성염색체 비분리가 발생하는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 어머니의 난자에서 발생할 수도 있습니다.클라인펠터 증후군의 빈도는 남아 650명당 1명꼴로 비교적 흔하게 발생합니다.클라인펠터 증후군의 증상은 다음과 같습니다.불임여성형 유방남성의 불완전한 이차성징레이디히 세포(Leydig cells)가 부족한 작고 단단한 고환생식선 자극 호르몬 감소17-ketosteroid 증가클라인펠터 증후군은 아직까지 완치 방법이 없습니다. 그러나 호르몬 치료를 통해 불임, 여성형 유방, 성선기능저하증 등의 증상을 완화할 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 매우 추운 날씨에 호수들이 얼어 있는 것을 종종 볼 수 있는데요, 근데 보통 호수가 얼면 왜 표면에서부터 어는 건가요??
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.물은 온도가 낮아지면 부피가 줄어들다가 4도에서 가장 작아집니다. 그리고 그 이후로는 부피가 다시 늘어나기 시작합니다. 얼음은 물보다 부피가 약 9% 정도 더 큽니다. 따라서 물의 온도가 4도 아래로 내려가면 표면의 물은 얼음으로 변하면서 부피가 늘어나게 됩니다. 이때 표면의 얼음은 물보다 가벼워지기 때문에 물 위에 뜨게 됩니다.호수의 표면은 공기와 접촉하기 때문에 공기의 열을 빼앗기면서 온도가 내려갑니다. 그리고 표면의 물은 온도가 내려가면서 얼기 시작합니다. 얼음이 되면서 부피가 늘어나면서 물 위에 뜨게 됩니다. 따라서 표면의 물은 얼음층으로 덮이게 되고, 그 아래의 물은 표면의 얼음층으로부터 열을 잃지 않기 때문에 얼지 않고 계속 액체 상태로 남아 있게 됩니다.따라서 호수가 얼면 표면부터 얼게 되는 것입니다.이러한 현상은 지구의 생명체에게 중요한 역할을 합니다. 호수의 표면이 얼어 있으면 호수의 물이 갑자기 얼어붙어 생명체가 얼어 죽는 것을 막아줍니다. 또한, 호수의 표면이 얼어 있으면 호수의 물이 증발하는 것을 막아줍니다.
기계공학
Q. 전투기 미사일 중 유도탄의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.유도탄은 움직이는 타겟을 정확히 따라가서 맞추기 위해 다양한 유도 방식을 사용합니다.관성 유도는 미사일의 내부에 있는 관성 측정 장치(자이로스코프, 가속도계 등)를 사용하여 미사일의 위치와 속도를 측정하고, 이를 바탕으로 미사일의 비행 경로를 제어하는 방식입니다. 관성 유도는 비교적 단순한 구조와 작동 방식으로 인해 비용이 저렴하고, 다양한 환경에서 안정적으로 작동할 수 있다는 장점이 있습니다.레이더 유도는 미사일에 탑재된 레이더를 사용하여 타겟의 위치와 속도를 측정하고, 이를 바탕으로 미사일의 비행 경로를 제어하는 방식입니다. 레이더 유도는 관성 유도에 비해 더 정밀한 유도를 할 수 있으며, 먼 거리에서도 타겟을 탐지할 수 있다는 장점이 있습니다.적외선 유도는 미사일에 탑재된 적외선 탐지기를 사용하여 타겟의 열을 감지하고, 이를 바탕으로 미사일의 비행 경로를 제어하는 방식입니다. 적외선 유도는 야간이나 악천후에서도 타겟을 탐지할 수 있다는 장점이 있습니다.레이저 유도는 미사일에 탑재된 레이저를 사용하여 타겟에 표식을 찍고, 이를 바탕으로 미사일의 비행 경로를 제어하는 방식입니다. 레이저 유도는 매우 정밀한 유도를 할 수 있으며, 먼 거리에서도 타겟을 정확하게 타격할 수 있다는 장점이 있습니다.