안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
화학
Q. 커피를 볶으면 까매지는.이유??
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.커피를 볶으면 까매지는 이유는 크게 두 가지로 볼 수 있습니다.첫 번째는 커피 원두에 함유된 탄수화물과 단백질이 열분해되어 생성되는 멜라닌이라는 색소 때문입니다. 멜라닌은 자연계에서 흔히 볼 수 있는 색소로, 피부색, 머리카락 색, 음식물의 색을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.두 번째는 커피 원두의 구조가 변화하기 때문입니다. 커피 원두는 볶으면 수분 함량이 감소하고, 세포벽이 파괴되면서 내부의 색소가 표면에 노출됩니다. 이로 인해 커피 원두의 색이 어두워집니다.커피를 볶는 온도와 시간에 따라 멜라닌의 생성량과 커피 원두의 구조 변화 정도가 달라집니다. 일반적으로 온도가 높고, 시간이 길수록 커피 원두의 색이 더 까맣게 됩니다.커피의 맛과 향은 볶는 정도에 따라 크게 달라집니다. 짧게 볶은 커피는 밝은 색을 띠고, 산뜻한 맛과 향을 가지고 있습니다. 반면에, 오래 볶은 커피는 어두운 색을 띠고, 진한 맛과 향을 가지고 있습니다.
화학
Q. 유리가 차가운 상태에서 갑자기 뜨거워지면 깨지는 이유
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.유리는 실온에서 일정한 크기와 모양을 유지합니다. 하지만, 유리는 온도가 변하면 크기와 모양이 변하는 성질을 가지고 있습니다.유리가 차가운 상태에서 갑자기 뜨거워지면, 유리 내부의 온도가 외부와 급격히 달라지게 됩니다. 이로 인해 유리 내부에 응력이 발생합니다. 응력은 물체의 내부에 가해지는 힘으로, 물체를 변형시키는 원인이 됩니다.유리 내부의 응력이 일정한 한계를 넘어서면, 유리가 깨지게 됩니다. 이 현상을 열충격이라고 합니다.열충격으로 유리가 깨지는 이유는 다음과 같습니다.내부와 외부의 온도 차이가 크면, 유리 내부에 응력이 발생합니다.응력이 일정한 한계를 넘어서면, 유리가 깨집니다.열충격으로 깨지는 유리는 대부분 모서리와 가장자리에서 깨집니다.
생물·생명
Q. 건강검진하러가면 꼭 인바디하는데 그원리가 궁금해요
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.인바디는 생체 전기 임피던스 분석법(BIA)을 사용하여 체성분을 측정하는 장비입니다. BIA는 인체의 전기 저항을 측정하여 체성분을 계산하는 방법입니다.인체는 물, 단백질, 지방, 무기질로 구성되어 있습니다. 물은 전기를 잘 통하는 성질을 가지고 있고, 단백질, 지방, 무기질은 전기를 잘 통하지 않는 성질을 가지고 있습니다. 따라서, 인체의 전기 저항은 체성분의 구성에 따라 달라집니다.인바디는 인체의 팔, 다리, 가슴 등 5개의 부위에 전극을 부착하여 전기 저항을 측정합니다. 측정된 전기 저항을 바탕으로 체수분, 단백질, 지방, 무기질의 비율을 계산합니다.인바디는 다음과 같은 체성분을 측정할 수 있습니다.체수분 : 체중의 약 60%를 차지하는 가장 많은 체성분입니다. 체수분은 신체의 기능을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.단백질 : 체중의 약 15%를 차지하는 중요한 체성분입니다. 단백질은 근육, 뼈, 피부, 모발 등을 구성하는 성분입니다.지방 : 체중의 약 25%를 차지하는 체성분입니다. 지방은 에너지를 저장하는 역할을 합니다.무기질 : 체중의 약 10%를 차지하는 체성분입니다. 무기질은 뼈, 치아, 근육, 신경 등을 구성하는 성분입니다.인바디는 비침습적인 방법으로 체성분을 측정할 수 있다는 장점이 있습니다. 또한, 빠르게 측정할 수 있어 건강검진에 많이 사용되고 있습니다.인바디를 통해 측정된 체성분은 건강 상태를 파악하고, 질병을 예방하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 체수분이 부족하면 탈수증이 발생할 수 있고, 단백질이 부족하면 근력 저하가 발생할 수 있습니다. 또한, 지방이 과도하면 비만, 당뇨병, 고혈압 등의 질병이 발생할 위험이 높아집니다.인바디를 통해 측정된 체성분은 의사와 상담하여 건강 상태를 관리하는 데 활용할 수 있습니다.
전기·전자
Q. 다이너마이트를 최초 발명한 사람은 누구인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.다이너마이트를 최초로 발명한 사람은 스웨덴의 화학자 알프레드 노벨입니다. 노벨은 1866년 나이트로글리세린을 셀룰로오스와 혼합하여 다이너마이트를 발명했습니다. 다이너마이트는 기존의 폭약인 흑색 화약보다 폭발력이 훨씬 강해 건설, 광업, 군사 등 다양한 분야에서 사용되었습니다.노벨은 다이너마이트를 발명하여 막대한 부를 얻었지만, 폭탄으로 사용될 수 있다는 점에 대해 죄책감을 느꼈습니다. 이에 노벨은 자신의 재산을 사용하여 노벨상을 제정하여 인류 발전에 기여한 사람들을 기리기로 했습니다.노벨은 1896년 12월 10일 사망했습니다. 노벨의 사망일인 12월 10일은 노벨상이 수여되는 날로 지정되었습니다.
지구과학·천문우주
Q. 빙하가 다 녹는다면 육지는 몇 % 정도 남을까요
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.빙하가 모두 녹으면 육지 면적의 약 70%가 물에 잠깁니다.지구의 육지 면적은 약 148,939,000km²입니다. 빙하의 총 면적은 약 16,920,000km²입니다. 빙하가 모두 녹으면 육지 면적의 약 11.3%만이 남게 됩니다.빙하가 녹으면 해수면이 상승하고, 해안 지역이 침수됩니다. 또한, 기후 변화가 가속화되어 홍수, 가뭄, 폭염 등의 자연 재해가 증가할 수 있습니다.빙하가 녹는 속도는 기후 변화로 인해 점점 빨라지고 있습니다. 1901년부터 2010년까지 빙하의 평균 두께는 약 1.8m 감소했습니다. 2010년부터 2020년까지는 약 2.2m 감소했습니다.빙하가 녹는 것을 막기 위해서는 화석 연료 사용을 줄이고, 재생 에너지 사용을 늘리는 등 기후 변화에 대응하는 노력이 필요합니다.
생물·생명
Q. 색을 구분할수 없는 색맹 현상은 왜 발생하는 건가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.색맹은 망막의 색 수용체인 원추세포의 이상으로 인해 색을 구분할 수 없는 현상입니다. 원추세포는 적색, 녹색, 청색의 세 가지 색을 감지하는 세포로, 이 세 가지 색의 세기가 조합되어 다양한 색을 인식합니다.색맹은 크게 선천성 색맹과 후천성 색맹으로 나눌 수 있습니다. 선천성 색맹은 유전적 요인으로 인해 발생하는 색맹으로, 대부분 남성에게서 나타납니다. 후천성 색맹은 외상, 질병, 약물 등의 영향으로 인해 발생하는 색맹으로, 남성과 여성 모두에게서 나타날 수 있습니다.
전기·전자
Q. 양자역학에서의 양자 상호작용의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.양자역학에서의 양자 상호작용은 양자 시스템 간의 에너지, 운동량, 각운동량 등의 전달을 의미합니다. 양자 상호작용은 양자 시스템의 기본적인 성질을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.양자 상호작용의 원리는 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다. 첫 번째는 전자기력입니다. 전자기력은 전하를 띤 입자 간의 상호작용을 설명하는 힘입니다. 전자기력은 양성자와 전자의 결합을 통해 원자를 형성하고, 원자 간의 결합을 통해 분자를 형성하는 데 중요한 역할을 합니다.두 번째는 강력한 상호작용입니다. 강력한 상호작용은 양성자와 중성자 간의 상호작용을 설명하는 힘입니다. 강력한 상호작용은 핵력을 형성하고, 핵을 안정적으로 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.양자 상호작용은 양자 시스템의 특성으로 인해 고전역학에서와는 다른 방식으로 나타납니다. 예를 들어, 양자 시스템은 불확정성 원리에 따라 동시에 두 가지 상태를 가질 수 있습니다. 이러한 불확정성 원리는 양자 상호작용의 결과에도 영향을 미칩니다.양자 상호작용은 물리학의 다양한 분야에서 중요한 역할을 합니다. 화학, 생물학, 의학, 재료과학 등에서 양자 상호작용의 원리를 이해하는 것은 해당 분야의 발전에 필수적입니다.양자 상호작용의 몇 가지 예를 살펴보면 다음과 같습니다.빛과 물질의 상호작용 : 빛은 전자기파의 일종으로, 전하를 띤 입자와 상호작용합니다. 빛은 물질과 상호작용하여 광전효과, 빛 산란, 빛의 굴절, 빛의 흡수 등의 현상을 일으킵니다.원자와 분자의 상호작용 : 원자와 분자는 전자기력을 통해 상호작용합니다. 원자와 분자의 상호작용은 화학 결합, 분자의 구조, 분자의 성질 등을 결정합니다.핵의 상호작용 : 핵은 강력한 상호작용을 통해 결합되어 있습니다. 핵의 상호작용은 핵의 구조, 핵의 성질, 핵분열, 핵융합 등의 현상을 결정합니다.양자 상호작용은 양자역학의 중요한 개념으로, 우리 주변의 다양한 현상을 이해하는 데 중요한 역할을 합니다.
물리
Q. 욕조에 물을빼면 소용돌이 치며 내려가는이유?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.욕조에 물을 빼면 소용돌이 치며 내려가는 이유는 베르누이의 원리 때문입니다. 베르누이의 원리는 유체의 속도가 빨라지면 압력이 낮아지는 원리입니다.욕조에 물을 빼면, 배수구를 통해 물이 빠지면서 욕조 내부의 물이 순환하게 됩니다. 이때, 배수구 근처의 물은 빠르게 흐르게 되고, 압력이 낮아집니다. 반면에, 배수구에서 멀리 떨어진 물은 느리게 흐르게 되고, 압력이 높아집니다.압력이 높은 물은 압력이 낮은 곳으로 흐르기 때문에, 배수구 근처의 물은 배수구를 향해 빨려 들어가게 됩니다. 이때, 배수구 근처의 물은 더 빠르게 흐르게 되고, 압력이 더 낮아지게 됩니다.이러한 현상이 계속해서 반복되면서, 욕조 내부의 물은 소용돌이 치며 배수구로 빠지게 됩니다.소용돌이의 방향은 배수구의 위치와 욕조의 모양에 따라 달라질 수 있습니다. 일반적으로, 배수구가 욕조의 중앙에 위치하고 있다면, 소용돌이의 방향은 배수구를 향해 중앙에서 바깥쪽으로 향하게 됩니다. 하지만, 배수구가 욕조의 한쪽에 위치하고 있다면, 소용돌이의 방향은 배수구를 향해 그쪽으로 향하게 됩니다.욕조 내부의 물의 양이 많을수록, 소용돌이의 크기도 커지게 됩니다.
화학
Q. 세면기 및 욕조에 삘간색에 물때는 왜 생기는건가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.세면기와 욕조에 생기는 붉은색 물때는 세라티아 마르세센스(Serratia marcescens)라는 세균이 주요 원인입니다. 이 세균은 습한 환경을 좋아하며, 붉은색, 분홍색을 띠는 색소를 생성하고 끈적한 막을 형성하기도 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구 의 자전이 반대로 돈다면 지구 환경은 어떻게 변할까요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.지구의 자전이 반대로 돈다면, 다음과 같은 변화가 예상됩니다.기후 변화 : 지구의 자전 방향이 반대로 되면, 태양으로부터 받는 열량의 분포가 달라집니다. 현재는 북반구가 남반구보다 더 많은 열량을 받지만, 자전 방향이 반대가 되면 남반구가 더 많은 열량을 받게 됩니다. 이로 인해 기후가 전반적으로 더 따뜻해지고, 극지방의 빙하가 더 많이 녹을 수 있습니다.태풍과 허리케인 : 태풍과 허리케인은 지구의 자전력에 의해 발생합니다. 자전 방향이 반대가 되면, 태풍과 허리케인의 발생 방향도 반대가 됩니다. 예를 들어, 현재는 북반구에서 북서쪽에서 남동쪽으로 이동하는 태풍이 많이 발생하지만, 자전 방향이 반대가 되면 남동쪽에서 북서쪽으로 이동하는 태풍이 많이 발생하게 됩니다.해류 변화 : 해류는 지구의 자전력에 의해 발생합니다. 자전 방향이 반대가 되면, 해류의 흐름도 반대가 됩니다. 예를 들어, 현재는 북대서양의 멕시코만류가 북극으로 흘러가지만, 자전 방향이 반대가 되면 북극에서 멕시코만으로 흘러가게 됩니다.생태계 변화 : 기후 변화, 태풍과 허리케인, 해류 변화 등으로 인해 지구의 생태계가 크게 변화할 수 있습니다. 예를 들어, 북극의 빙하가 더 많이 녹으면, 북극에 서식하는 동물들이 서식지를 잃게 될 수 있습니다.구체적인 변화의 정도는 지구의 자전 방향이 얼마나 반대로 되는지에 따라 달라질 수 있습니다. 자전 방향이 완전히 반대가 된다면, 위에서 언급한 변화들이 모두 발생할 수 있습니다. 하지만, 자전 방향이 조금만 반대가 된다면, 변화의 정도가 크지 않을 수도 있습니다.지구의 자전이 반대로 돌아간다면, 지구 환경에 큰 변화가 발생할 수 있습니다. 이러한 변화는 인류의 삶에도 큰 영향을 미칠 수 있습니다.