안녕하세요 김두환 전문가입니다.
전기·전자
Q. 포도를 전자레인지에 넣고 돌리면 플라즈마가 생긴다는데, 어떤 원리인 지 궁금합니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.마이크로파가 포도 안에 갇히는 이유는 포도 껍질의 구조와 포도 껍질의 굴절률, 포도내부의 수분의 굴절률 때문입니다. 포도는 거의 구형이고 마이크로파가 포도 내부의 수분을 진동시키며 빛이 다시 포도 밖으로 나가게 되는데, 이 때 포도 껍질의 굴절률이 커 전반사가 일어날 수 있는 상황에 놓일 수 있습니다. 그러면 다시 빛이 수분을 진동시키고 또 다시 같은 과정이 반복되게 됩니다. 그러면 포도껍질과 포도 알맹이 표면 사이에 빛이 집중되며 온도가 높아지면서 원자의 원자핵과 전자가 이온화되는 플라즈마 현상이 나타나는 것이죠.
전기·전자
Q. 자성을 잃은 자석을 복구 할 수 있나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.음, 집에서 간단하게 복구하기는 어려운일입니다.자석의 자성을 복구하는 방법으로 자화시키는 방법이 있습니다. 강한 자기력을 만드는 자석을 복구하고자 하는 자석 앞뒤로 둡니다. 이때 N극 S극에 잘 맞춰 둡니다. 이렇게 둔 상태에서 긴시간 놔두면 복구할 수 있습니다.또한, 자석에 코일을 감아 코일에 전류를 흘려줌으로써 전자석 상태를 만들 수 있습니다. 이 때도 위 방법과 마찬가지로 N극과 S극을 잘 맞춰두고 긴시간 방치해두면 자화되어 다시 자석으로 쓸 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 적도 부근에서 물을 하수처리하면 어떤 방향으로 내려갈까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.정확하게 적도에서는 물이 회전하지 않고 그대로 내려갑니다. 왜냐하면 물에 작용하는 전향력이 0이 되고, 윗부분 아랫부분에서 같은 방향으로 회전하려해 회전력이 0이 되기때문이죠.태양, 지구를 위에서 바라볼 때 지구는 반시계 방향으로 자전합니다. 그리고 이상황에서 우리가 적도에서 물체를 북극 방향으로 쏘았다고 상상해보죠. 지구는 반시계방향으로 자전하고 있기 때문에 지구에서 본 관찰자 입장에서는 분명 물체를 북극방향으로 쐈는데 오른쪽으로 휘어서 날아갈 것입니다. 왜냐하면 적도에서 자전속도로 인해 오른쪽으로 운동하려는 관성이 작용하기 때문이죠. 이 관성은 적도에서 자전 속력이 가장 빨라 지구의 북반구보다 강합니다. 이를 코리올리 효과라고 하며, 마치 지구 관찰자의 입장에서 힘을 받는거 처럼 느껴지기 때문에 관성력으로 분류됩니다. 그리고 북반구에서 태풍이나 배수구에서 회전 방향이 반시계 방향인지도 바로 이해가 가실겁니다. 태풍이나 배수구의 경우는 위쪽 유체는 아래쪽으로 이동하며 왼쪽으로 휘며, 아래쪽 유체는 위쪽으로 이동하며 오른쪽으로 휘기 때문이죠. 지구의 자전에 의해, 코리올리 효과에 의한 것이죠.
지구과학·천문우주
Q. 바다 해안가에 튜브를 타고 가만히 있으면 바다로 밀려나갈까요? 해안으로 밀려들어올까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.네, 질문자님께서 예상하신대로 밀물과 썰물에 영향을 받습니다. 밀물 때에는 들어오고 썰물때는 쓸려 바다로 들어가게 될 수 있습니다. 밀물과 썰물이 없을 때에는 파도의 영향으로 제자리에 상하로만 왕복운동을 하게 됩니다. 물론, 모래 사장 근처에 있을 때에는 다른 이야깁니다. 파도가 말리는 파도라면 쓸려 들어오게 됩니다. 또한 파도가 휩쓸고 난 뒤 다시 빨려들어가는 힘이 작용하기 때문에 다시 빨려들어갈 수 있죠.
화학
Q. 어릴 때 사용했던 플라스틱 보온 물통?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.보온병속 거울과 같은 것을 둔 이유는 열이 나가지 못하게 만드려고 한 것입니다. 열에너지는 복사에너지로 방출이 되는데, 보통 적외선 영역대의 빛으로 방출이 됩니다. 그런데, 거울은 빛을 반사하는 성질이 있기 때문에 이 복사에너지가 보온병 밖으로 나가지 못하게끔 거울재질로 내부를 채워놓은 것이죠. 그래서 열을 가두는 원리로 만들어졌습니다.현재의 보온병의 원리텀블러, 보온병 내부가 진공처리 된 경우에는 보온 보냉 효과가 2~3년정도 지속된다고 합니다. 보온 보냉 효과는 텀블러 외부와 내부의 열교환을 차단함으로써 얻을 수 있는 효과입니다. 텀블러를 툭툭 쳐보시면 안이 비어있다는 느낌이 드실겁니다. 그 부분을 진공이나 공기로 채워 두거나 열 전도성이 낮은 물체를 채워 넣음으로써 내외부의 열교환을 거의 0으로 만들죠. 그래서 보온, 보냉 효과를 볼 수 있습니다.