안녕하세요 김도건 전문가입니다.
화학
Q. 머리카락이 염산에 녹지 않는 이유?
염산이 녹일 수 있는 물질은 대부분 금속성의 물질입니다. 염산은 강산이라서 수소양이온을 잘 내놓는데 이 수소이온이 다른 금속이온과 어떤 화학반응이 일어나면서 물질을 녹이게 됩니다. 염산이 화학반응을 하려면 다른 금속이온과 결합해야 되는데 머리카락은 염산의 수소이온이 떨어져 나가면서 받아 들이게 될 금속이온이 존재하지 않기 때문에 녹지 않는 것입니다.염산은 비금속성 물질은 잘 녹이지 못합니다. 비닐(폴리에스티렌) 물질(플라스틱류)은 화학적으로 대단히 안정되어 산이나 염기에 잘 녹지 않습니다.
화학
Q. 칼슘 이온과 칼슘의 불꽃반응색
칼슘이온은 칼슘을 이온화 해서 만들어진 칼슘의 한 종류로 볼 수 있습니다. 질문자님이 말한 것처럼 칼슘이온은 칼슘이 전자를 잃어 생성 돼 전자의 개수는 다를지 몰라도 칼슘의 성질을 동일하게 가지고 있다고 보면 됩니다. 그러므로 칼슘의 불꽃 반응이 주황색이므로 칼슘 이온또한 주황색을 띠게 되는 것입니다.
화학
Q. 헬륨가스에 대해 질문드립니다.
목소리는 폐에서 나오는 공기가, 목 아랫부분에 있는 성대를 통과한 다음 발성 통로를 지나 밖으로 나오면서 만들어 집니다. 풍선에 가득찬 헬륨을 들이 마시게 되면, 입안, 폐의 일부가 공기가 아닌 헬륨으로 차게 됩니다. 즉, 소리의 전달매개체인, 매질이 공기에서 헬륨으로 바뀌게 되는 것입니다. 즉 밀도가 낮아졌습니다. 그러므로 입안에 헬륨이 있는 상태에서 말을 하게 되는 경우, 소리의 속도가 2.7배 빨라, 같은 시간 안에 더 많은 진동을 만들어 내게 되어 진동수도 약 2.7배 높아집니다. 그 결과 목소리는 평상시보다 2.7 높은 소리로 나오게 되는 것입니다.헬륨은 독성을 띠지 않고 매우 안정적이여서 적당량을 흡입하면, 사람에게 무해한 기체입니다. 하지만 숨을 쉬지 않고 계속해서 헬륨만을 흡입할 경우 혈중 산소농도가 지속적으로 내려가 어지럼증, 심하면 기절까지 이를 수 있습니다. 헬륨놀이를 한다면 중간중간 숨을 쉬어 폐속에 산소를 보충해 주어야 합니다.
생물·생명
Q. 닭이랑 공룡이랑 같은 종류라는데 맞나요?
미국에서 발견된테스킬로사우루스 공룡의 심장을 분석한 결과, 새와 사람과 같은 형태의 2심방 2심실인 것으로 드러났다고 합니다. 이를 통해 공룡은 온혈 동물이고 깃털의 기능이 몸을 외부의 온도변화로부터 보호하는 역할을 했을 것이라고 추측하고 있습니다. 알 모양을 보아도 공룡이 도마뱀 보다 새에 가깝다는 것을 알 수 있습니다. 도마뱀이나 악어 등 파충류의 알은 동그란 반면 공룡 알이나 새 알을 보면 크기만 다를 뿐 위아래로 길쭉한 타원형입니다. 이외에도 공룡은 온혈동물 조류와 비슷한 점이 많습니다. 조류가 잘 때 취하는 자세, 알을 품는 행위 등 다양한 공통점이 있습니다. 뿐만 아니라, 닭의 목과 가슴 사이에 있는 Y형 뼈, 닭의 정강이 뼈 등이 공룡의 뼈 구조와 흡사하다고 합니다. 닭이 공룡의 후손이라고 할 수 있습니다.
기계공학
Q. 자동차의 수동변속기와 자동변속기의 어떤 차이점이 있어 연비에 차이가 있나요?
동력이 전달되는 과정에서 자동변속기의 동력손실이 수동보다 크기때문에 연비차이가 발생합니다.엔진의 힘이 바퀴까지 도착하기 위해서는 수많은 부품들을 거쳐야 하는데 수동변속기에선 클러치는 운전자가 페달로 직접 조작하게 됩니다. 반면 자동변속기는 클러치를 운전자가 직접 조작하지 않는 대신 컴퓨터가 판단해 트랜스미션 오일의 압력을 제어해 클러치를 붙였다 떼었다 합니다. 토크 컨버터는 이 과정에서 힘을 전달하고, 변속충격을 완화시키는데, 이렇게 자동변속기에는 있지만, 수동변속기에는 없는 토크컨버터가 동력손실을 일으키게 됩니다.