안녕하세요 김두환 전문가입니다.
화학
Q. 액체 1ml 가 1g이라고 알고있었는데 샴푸에 표기된거 보니 달라요 맞나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.물의 경우 1ml가 대략 1g이지만, 다른 액체나 물질의 경우 다를 수 있습니다. 이는 물체의 밀도 때문에 발생합니다. 밀도는 특정 부피당 질량입니다. 만약 밀도가 0.5 kg/L이면, 1000ml에 500그람이 들어갑니다. 샴푸의 경우 물과 밀도가 달라 500ml라도 500g이 아니게 되는 것이죠.
화학
Q. 기체의 온도에 따른 무게변화가 궁금합니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.이유는 온도의 정의에 있습니다. 온도란 입자, 분자들의 평균 운동에너지(활발한 정도)입니다. 입자를 빠르게 움직이게 할 수록 온도가 높아집니다. 즉, 온도가 증가하면 입자들이 활발해져 부피가 증가하죠. 반대로 온도가 낮다는 것은 입자들의 움직임이 둔해 뭉쳐있음을 의미합니다.즉, 온도가 낮아 뭉쳐있게 되면 같은 부피속에 더 많은 공기들이 존재해 무거워지며, 온도가 높으면 더 적은 공기들이 존재해 가벼워집니다. 그래서 찬공기는 가라앉고 뜨거운 공기는 상승하는 것입니다.
화학
Q. 태양이 어떻게 빛을 발하는 걸까요? 그리고 어떻게 우리가 태양 에너지를 활용할까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.태양에서 빛(열)이 나는 이유는 핵융합 반응에 의한 것입니다.태양은 별 중에 하나로, 별은 주로 핵융합 반응에 의해 빛과 에너지를 방출합니다. 태양에서 일어나는 핵융합 반응은 원자(원자핵) 2개가 더 큰 원자(원자핵)이 되는 반응입니다. 이 과정에서 반응전 원자(원자핵) 2개의 질량을 더하면 반응 후 원자(원자핵) 질량보다 큰 것을 알 수 있는데, 반응 과정에서 질량 손실이 에너지(빛, 열)로 변한 것이죠. 이를 핵융합반응이라고합니다. 이 때 손실된 질량이 에너지로 변하는 과정은 E=mc^2을 통해 계산할 수있습니다.태양의 수명은 100억년 정도이고, 현재 태양의 나이는 46억년 이라고 밝혀져 있습니다.이러한 태양에너지를 이용하여 에너지로 활용하는 방법은 태양열 발전, 태양광 발전등이 있습니다.태양열 발전은 태양으로부터 받은 열을 이용해 물을 끓여 증기를 발생시킨 뒤, 이 증기로 터빈을 돌려 전기에너지를 얻어냅니다.태양광 발전은 태양 빛에너지를 금속에 가해주어 금속에서 전자가 튀어나와 전류가 되는 광전효과를 기반으로 한 발전입니다.
화학
Q. 어항속에 물이 증발하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.물이 자연 증발하기 때문입니다. 물을 포함한 액체는 열을 가하지 않아도 공기 중으로 자연 증발할 수 있습니다. 이는 공기 중에 원자나 입자들이 전하(전기적 +, -)를 띠고 있어 물 분자를 끌어당겨 증발 하기도하며, 물과 친한 입자들이 물 분자를 끌어당길 수 있기 때문입니다. 또한, 공기와의 충돌로 에너지를 얻어 자연적으로 공기중으로 날아가기도 합니다. 그래서 물을 컵이나 어항에 놓고 오래두면 물이 증발하여 사라지죠.
토목공학
Q. 라그랑지함수가 뭔가요? 쉽게 설명 부탁드립니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.쉽게 생각해서 특정 조건아래에서 최대나 최소를 구하기 위한 함수라고 생각하시면됩니다.라그랑지함수는 변분원리를 기본으로하여 미분값이 0이됨을 이용하여 만들어진 함수입니다. 수학에서 미분값이 0이되면 극값을 갖게됩니다. 물론 상황에 따라 이 점이 최대나 최소가 아닐 때도 있겠지만, 최대나 최소를 구하기 위해 사용하기에는 좋은 함수입니다.