안녕하세요 김도건 전문가입니다.
전기·전자
Q. 전자레인지의 작동원리가 궁금합니다.
전자레인지는 음식을 데울 때 불이 아닌 전자기파의 한 영역인 ‘마이크로파'(micro wave)를 이용합니다. 전자레인지에 전류가 흐르면 높은 주파수로 진동하는 마이크로파가 만들어져 회전 날개를 따라 분사됩니다. 이때 마이크로파와 충돌한 음식물성 물분자가 회전을 하면서 서로 마찰을 해 열이 발생하고 그 열로 음식물이 익는 원리입니다. 수분과 지방성분이 전혀 없는 음식은 아무리 오랜 시간 전자레인지로 가열해도 따뜻해지지 않는 이유가 여기에 있습니다.만약 음식물을 알루미늄 호일이 덮인채로 전자레인지에서 데울 경우 호일 내부에서 진동하는 전자의 움직임에 버티지 못하고 매우 빨리 가열되어 버립니다. 그리고 순식간에 발화하기 때문에 절대 호일을 넣고 전자레인지를 사용해서는 안됩니다.
토목공학
Q. 겨울이 되면 해가 일찍 지고 밤이 길어지는 이유는?
여름엔 해가 길고 겨울엔 해가 짧다고 하는데 그 이유는 지구의 자전과 공전운동에 있습니다.공전운동은 어떤 천체가 다른 천체의 둘레를 도는 운동, 즉 지구가 태양 주위를 도는 것을 우리는 지구의 공전운동이라 합니다. 이러한 공전운동은 계절에 따른 일출 일몰 시각 변화, 계절의 변화 그리고 태양의 남중 고도 변화까지 가져옵니다. 두 번째로 지구의 자전운동은 지구 스스로 도는 운동을 뜻합니다. 24시간 동안 지구 자전운동으로 인해 태양이 한 바퀴를 돌며 점선과 실선을 합친 원 형태로 이동합니다. 따라서 지구의 자전운동은 태양의 이동을 통한 낮과 밤 변화를 가져옵니다.
지구과학·천문우주
Q. 달 표면의 온도는 어느정도 인가요?
달의 온도는 태양에서 보나 지구에서 보나 달이 지구를 공전하면서 변하게 됩니다. 달은 태양 빛이 닿을 때와 그렇지 않을 때의 표면 온도차이가 무려 200도 이상 나는 곳입니다. 태양 빛이 닿을 때가 낮, 닿지 않을 때가 밤이라고 하면 한낮의 온도는 120도, 일몰 후는 영하 10도, 밤중엔 영하 80도가 됩니다.이 사실은 달의 표면이 열전달이 잘 되지 않는 물질로 되어 있다는 것과 이러한 온도변화가 달 표면이 비교적 얇은 표층에서만 나타난다는 것을 말해 줍니다. 이유는 대기가 없다고 해도 만일 달 표면이 열전달이 잘 되는 물질로 되어 있었다면 낮 시간동안에 열을 흡수하였기 때문에 이러한 급격한 변화는 나타나지 않았을 거라고 생각하기 때문입니다.
전기·전자
Q. 종이컵 전화의 원리가 궁금합니다.
실전화기는 기계식 통신의 한 종류로 소리는 두 깡통이나 종이컵 사이를 잇는 매질인 줄이나 철사를 지날 때 진동으로 바뀌었다가 다시 끝에서 소리로 바뀌어 들리게 되는 원리입니다.음파는 사람의 말이나 다른 소리에 반응하여 공기가 진동하면서 생성되는데, 듣는 사람의 귀는 이러한 음파를 수집하여, 신경충격으로 변환해 이것을 뇌가 소리로 해석합니다. 일반적으로 말은 공기로 전달되지만, 실전화기에서는 컵과 끈을 거쳐 전달 되는 것입니다.
화학
Q. 예전과 달리 요즘 수명이 늘어난 이유가 궁금합니다.
당연히 생각할 수 있겠지만 의학적인 이유로 수명이 늘어났습니다.예를들어서 예전의 시대에 향토병이 돈다면 많은 사람들은 이유를 알지도 못한채 죽어갔습니다. 하지만 지금의 경우 페니실린의 발견으로 항생제만 투여한다면 쉽게 넘어갈 수 있는 병입니다.요즘시대에서도 몸에 안좋은건 굉장히 많지만 의학적인 기술의 발달로 치료가 대부분 가능합니다.
생물·생명
Q. 사람들은밤에잠을자다왜 생생학 꿈을꿀까요?
과학적 측면에서 수면은 크게 두 가지 형태로 나눌 수 있는데요, 바로 렘 수면과, 비 렘수면입니다.렘 수면은(Rapid Eye Movement sleep) 영어 해석 그대로 안구의 움직임이 빠르게 일어나는 상태입니다. 흔히 얕은 잠의 단계라고 말하며, 수면 중 뇌가 가장 활발하게 활동하는 시기로, 우리는 이 상태에서 꿈을 꾸게 됩니다!비 렘수면은(Non - Rapid Eye Movement sleep) 안구의 움직임이 실질적으로 이루어지지 않고, 심박수와 호흡이 감소하며 근육이 이완되고 뇌가 휴식을 취하는 깊은 잠의 단계입니다.렘수면은 뇌가 활발히 움직이면서 기억을 정리하고 스트레스를 완하 하는 시간입니다. 컴퓨터 조각모음을 하듯이 뇌를 최적화하기 위해 스스로 정리를 하는 시간이죠. 이때 신경세포들이 서로 자극을 주고받으면서 시뮬레이션을 돌린다고 합니다. 여러 시뮬레이션을 통해서 뇌를 가장 효율적으로 관리할 수 있는 방법을 찾는 것이죠. 이렇게 뇌가 하루를 정리하고 시뮬레이션을 돌리는 과정 속에서 다양한 자극을 보내게 되고, 이런 자극 신호들을 우리가 꿈이라고 느끼는 것입니다. 사람의 대부분은 일상생활에서 인상 깊게 보았던 것이나 평소에 생각하던 것이 꿈으로 나타난다고 합니다. 그것은 잠을 자는 동안 뇌에서 오늘의 일상을 정리하고 있다는 뜻이기도 합니다.
화학
Q. 모 차량회사의 가스차 구매를 생각하고 있습니다.
1. 네 가능합니다. LPG 차량은 비상시 마트에서 파는 부탄가스로 긴급 충전이 가능한데요. 실제로 예기치 못한 LPG 소진을 대비하여 비상 충전기를 차 안에 구비해두고, LPG 비상 충전기의 설명문에 따르면 주행속도 20~30km/h로 주행 시, 0.38리터인 부탄가스 한 캔으로 3km의 거리를 주행할 수 있다고 합니다.2. ‘LPG 차량 비상 가스 충전기’를 구매하시면 됩니다. 이 충전기는 말 그대로 비상시 LPG 차량에 가스를 충전할 수 있도록 하는 어댑터입니다. 주의할점은 KC인증 마크가 있는 제품을 구매하시기 바랍니다. KC인증은 가스안전공사에서 하나하나 검사했을 때 이상이 없는 제품에만 찍히는 마크이니, 꼭 이 마크가 있는지 확인해보고 구매하시길 바랍니다.부탄가스로 차량 운행이 가능한 이유는 LPG의 주요 성분이 부탄과 프로판이 대부분이기 때문입니다. 그렇지만 LPG 차량은 부탄가스 만으로 설계된 차량이 아니기 때문에 부탄가스 충전기는 정말 어쩔 수 없는 비상시에만 사용해야 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 비행기는 새들처럼 날개를 위아래로 흔들지 않는데요
비행기가 어떻게 하늘에 뜨는지를 이해하기 위해서는 이 물체에 작용하는 과학적 원리를 먼저 이해해야 합니다. 최대한 간단하게 설명을 하자면 비행기에 작용하는 힘 중 비행기가 하늘에 뜨게하는 힘은 양력이라는 힘입니다. 이 양력이라는 힘을 주기 위해서는 비행기가 빠른 속도로 달리면 공기가 비행기의 날개를 지날때 양력이 생겨 비행기가 뜨게 되는 것입니다.그러므로 비행기가 날기 위해서는 속도를 내기 위한 활주로와 양력을 발생시키기 위한 타원형의 날개가 반드시 필요합니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주엘리베이터에 대해서 좀 물어볼게요
우주 엘리베이터는 지구의 정지 궤도 상에 거대한 인공위성을 띄우고, 지표면에서 그 위성까지 케이블을 연결해서 엘리베이터와 같은 방식으로 우주에 사람이나 물건을 운송하자는 아이디어입니다.그동안 수많은 과학자들의 아이디어와 실험을 통해 우주 엘리베이터 개념은 상당히 구체적인 방안까지 다듬어진 상황으로, 현재까지 정리된 개념을 살펴보면 적도에 위치한 거대 타워와 정지궤도를 도는 인공위성을 케이블로 연결하는 개념입니다.지상에서 우주까지 이어지는 케이블인 만큼, 무게는 상상할 수 없을 정도로 무겁다는 것이 전문가들의 의견이지만, 그럼에도 불구하고 케이블이 중력에 의해 추락하지 않는 이유는 인공위성이 공전할 때 생기는 원심력과 균형을 이루기 때문이라고 합니다.
생물·생명
Q. 도토리 나무에 관한 질문 건입니다.
도토리라는 이름은 어느 특정 나무의 열매를 가리키는 것이 아니라, 참나무류에 속한 나무의 열매를 가리키는 이름입니다. 여기에는 여섯 종이 있는데, 상수리나무, 신갈나무, 갈참나무, 졸참나무, 굴참나무, 그리고 떡갈나무입니다. 그러니까 상수리나무의 열매를 상수리라 부르기도 하지만 그것도 도토리이고, 갈참나무의 열매도 도토리이며, 떡갈나무의 열매도 도토리입니다. 여섯 종에서 나는 도토리는 모양이 조금씩 다를지는 몰라도 함께 먹어도 무방합니다. 다만 맛의 차이가 조금씩 있기 때문에 취향에 맞는 도토리로 요리를 해먹으면 좋을 것 같습니다.