안녕하세요 김도건 전문가입니다.
화학
Q. 안개가 생기는 원리는 무엇인가요?
안개는 수증기들이 가득차 작은 물방울들로 변해 떠있는 현상입니다. 구름도 동일한데 떠 있는 위치에 따라 구름과 안개로 나뉘게 됩니다. 일반적으로 안개가 생기는 이유는 공기의 온도가 갑자기 낮아지는 경우입니다. 똑같은 부피라도 더운 공기가 차가운 공기보다 더 많은 수증기를 담을 수 있는데, 공기가 갑자기 차가워 지면 그 공기가 수증기를 담을 수 있는 양이 줄기 때문에 어쩔 수 없이 수증기가 응결하게 되면서 안개가 생성됩니다. 가을철에는 아침, 저녁으로는 기온이 뚝 떨어졌다가 낮동안 기온이 크게 오르는데 딱 안개가 만들어 지기 좋은 상황이 되는 겁니다.
지구과학·천문우주
Q. 여름은 더운데 왜 습도가 높나요?
여름에 습한 이유를 요약해서 말하면 우리나라에 영향을 주는 기단과 포화수증기량 때문입니다. 기단은 거대한 공기 덩어리로 계절에 따라 우리나라에 영향을 주는 기단이 달라진다고 합니다. 우리나라는 여름에 북태평양기단의 영향을 받습니다. 북태평양기단은 바다에서 생겨난 기단이기 때문에 매우 습합니다.반면 겨울에는 시베리아기단의 영향을 받습니다. 기단의 이름만 봐도 차고 건조한 기분이 들것입니다. 겨울이 건조한 또 하나의 이유는 포화수증기량 때문인데 공기는 수증기를 포함하고 있습니다. 공기가 수증기를 얼마나 가지고 있는가에 따라 습도가 결정되는 것입니다. 공기가 가질 수 있는 수증기량의 최대치를 포화수증기량이라고 하는데 포화수증기량은 온도에 따라 결정됩니다. 온도가 높을수록 포화수증기량은 많아지고 온도가 낮을수록 포화수증기량은 적어지기 때문에 겨울철엔 건조한 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 허리케인은 왜 우리나라에는 생기지않나요?
허리케인의 생성 원리는 지면에 수직으로 발달해 산이나 큰 탑처럼 보이는 구름인 적란운의 숨은 열이 구름 속의 공기를 데움으로써 강한 상승기류에 의해 발생하게 됩니다. 이 상승공기는 구름의 꼭대기 부근에서 천천히 회전하고 이것이 점점 아래쪽으로 확장되어 깔때기 모양을 만들게 되는데, 이 깔때기가 지면과 닿으면 허리케인이 됩니다. 허리케인이는 주로 미국 대평원에서 발생합니다. 넓은 평야 지대에서 바람의 방향이 연직적으로 다르거나 풍속 차이가 커서 토네이도가 발생하게 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 밤에는 별이 보입니다. 낮에는 왜 파랗게 보이죠?
햇빛의 색깔은 무지개색입니다. 빛의 파장에 따라 색은 다르게 보입니다. 가장 긴 파장의 빛이 빨강색이며, 가장 짧은 게 보라색입니다. 빨강색보다 긴 파장은 적외선, 보라색보다 더 짧은 파장은 자외선 영역으로 사람의 눈으로는 볼 수 없습니다. 사람이 볼 수 있는 영역을 가시광선이라고 하는데 하늘이 파랗고 구름이 희고 노을이 붉게 보이는 이유는 모두 빛의 산란과 우리눈에 도달하는 영역이 다르기 때문입니다.대표적으로 노을이 붉게 보이는 이유는 햇빛이 투과되어 오는 빛의 경로가 낮보다 훨씬 길어지게 됩니다. 이렇게 빛의 경로가 길어지면 산란이 잘 일어나는 낮하늘의 파란색은 이미 대기층을 지나는 도중에 산란을 일으키고 사라져 버립니다. 파란색보다 비교적 긴 파장의 붉은색이 대기층을 통과해 우리 눈이 볼 수 있는 한계점에서 산란을 일으키기 때문에 노을을 붉게 볼 수 있는 것입니다.
화학
Q. 겨울철 LPG 차량의 시동 걸기가 어려운 이유는 무엇인가요?
LPG는 연료 특성상 대기온도가 떨어지면 증기압이 낮아지고 연료의 활성화가 저하되어 시동성이 떨어지게 됩니다. 이러한 현상은 바로 연료의 프로판 함유량이 낮아 발생되는 현상입니다. 시동성이 떨어지는 것을 방지하기 위해서는 건물 외부에 주차를 하게 될 경우에는 햇빛이 잘드는 곳 또는 바람을 막아주고 외부 온도를 높여줄 수 있는 곳에 주차하면 LPG자동차의 시동성에 도움을 줄 수 있습니다. 또한 주차시에는 반드시 공회전 상태에서 LPG 스위치를 누른 다음 시동이 저절로 꺼질 때까지 기다려야 합니다. LPG 스위치를 누르면 연료파이프및 공급장치에 남아있는 연료를 모두 소진시켜 빙결을 방지해줍니다. 이는 다음번에 시동을 걸때 연료를 원활하게 공급해 시동성을 높여줄 수 있습니다.
화학
Q. 물이 시간이 지나면서 미끌미끌해지는건 무슨 성분때문일까요~?
욕조나 대야에 물을 받아놓고 시간이 지나 미끌거리는 이유는 물때 때문입니다.흰색 물때는 무기물이 침전됐을 가능성이 큽니다. 수돗물에는 칼륨, 마그네슘과 같은 무기물이 이온 상태로 녹아 있는데, 이러한 무기물들은 수돗물과 같이 증발했다가 수증기와 만나 바닥이나 벽에 붙어 물때가 됩니다. 이러한 물때는 미끌거리기 때문에 청소를 주기적으로 해줘야 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 바닷물에 몸이 잘 뜨는 이유는 무엇일까요?
지구상의 모든 물체는 중력을 받습니다. 따라서 물 속에 잠겨 있는 물체는 중력과 부력을 동시에 받는데, 부력이 중력보다 크면 물에 뜨고 중력이 부력보다 크면 가라앉게 됩니다. 우리가 물에 뜨는 것은 체중보다 부력이 더 크기 때문입니다. 바닷물에서 우리 몸이 더 잘 뜨는 까닭은 바닷물에는 소금이 녹아 있기 때문입니다. 바닷물은 녹아 있는 소금의 무게만큼 더 무겁기 때문에 부력도 크게 작용합니다.
화학공학
Q. PCR과 자가키트의 키트 성분과 해독 방식이 다른가요?
자가검사키트는 사실상 신속항원검사키트(신속키트)를 의미합니다. 신속항원검사는 바이러스의 특정 단백질 등 구성 성분을 검사하는데, 결과가 나오기까지 시간이 15~30분 안팎으로 짧습니다. 바이러스의 유전자를 매우 정밀하게 검사해야 하는 탓에 적어도 6시간이 걸리는 유전자 증폭검사(RT-PCR)와 비교할 수 없을 만큼 짧습니다. 하지만 신속항원검사는 정확도가 낮아 ‘가짜 양성’이나 ‘가짜 음성’ 문제가 있습니다. 코로나19에 걸렸지만 음성이라고 나오거나, 코로나19에 걸리지 않았는데도 양성이라고 나오는 경우가 있다는 겁니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주복은 어떤 소재의 섬유를 사용하나요?
우주복 소재는 단열은 물론 우주 파편으로부터 몸을 보호하고 압력을 유지하는 등의 여러 기능을 갖춘 직물 소재로 이루어져 있습니다. 방탄복에 쓰이는 케블라 소재부터 단열과 마모방지를 위한 폴리아미드 섬유, 고기능 첨단 코팅 소재 테프론 등을 사용합니다.또한 우주인의 헬멧은 단단한 폴리카보네이트로 만들어져 있어 날아드는 작은 유성체로부터 머리를 보호하고 강한 자외선, 적외선을 막는 금 도금 창이 붙어 있습니다.
화학공학
Q. 정전기 방지 스프레이는 어떤 원리인가요?
정전기 스프레이에는 계면 활성제라는 성분이 함유되어 있습니다. 계면 활성제는 수분과 대상 물체가 잘 섞이게 하는 작용이 있습니다. 스프레이를 뿌리면 계면 활성제의 작용으로 대상 물체가 주위의 공기 중에 있는 수분을 흡수하여, 표면에 전기가 흐르기 쉬운 상태가 됩니다. 따라서 정전기가 잘 발생하지 않는 상태가 됩니다.