안녕하세요 김두환 전문가입니다.
화학
Q. 물의 밀도가 온도가 4도 일때 가장 큰 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.물은 특이한 물질입니다. 물은 고체가 되면서 부피가 증가하는 성질을 가지고 있습니다. 보통의 물질은 고체가 되면 부피가 줄어들죠.물의 경우 온도가 감소하면 보통의 물질과 같이 분자 운동의 활발함이 줄어들어 부피가 줄어들게됩니다. 하지만, 4도 이하가 되면서 물 분자간 전기력에 의해 6각 구조를 형성하기 시작하게 되면서 다시 부피가 증가하게 되죠. 그래서 4도 정도 일 때가 가장 부피가 작은 상태이며 밀도가 큽니다.
지구과학·천문우주
Q. 비행기가 떠오를때 이명현상이 일어나는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.높은 지대에 올라가거나, 비행기를 탈 때 또는 빨리 달리는 차에서 귀가 먹먹해지는 느낌을 받는 이유는 외부의 압력의 변화로인해 신체 내부의 압력을 맞춰주기 때문입니다. 비행기를 타고고 빠른속력을 낼 때와, 비행하거나 착륙할 때 공기압의 변화가 생깁니다. 이 때 귀에 있는 유스타키오관에서 외부 압력과 내부압력이 평형을 이루게끔 조절을 하기 때문에 이명현상이나 먹먹함이 느껴지죠.
지구과학·천문우주
Q. 우주선은 왜 비행기처럼비행하지 못하나요? 엔진분사로 추진력은 충분할텐데요. 영화속 비행선처럼 비행은 불가능한가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.우주에는 공기가 없기 때문에 가스나 연료를 분사하여 추진력을 얻기 때문입니다.비행을 하는데 크게 두 가지 원리가 있습니다. 첫째, 양력을 얻는 원리가 있으며 둘째론 작용-반작용이 있습니다.양력을 얻는 원리는 압력차에 의한 힘에 의한 것입니다. 이는 비행체가 추진력(속력)을 얻고 난 뒤부터 지속적으로 하늘에 떠있을 수 있는 원리입니다. 비행체의 날개에서 주로 얻게되는데, 날개의 윗부분은 곡면으로, 아랫부분은 평평한 면으로 하여 윗부분에서 공기의 흐름, 유속을 빠르게 해줌으로써 압력을 낮추는 것입니다. 그러면 날개의 아랫부분에서 윗부분으로 힘을 받게되어 뜰 수 있습니다. 비행기나 새의 날개의 경우 양력을 얻기에 적합한 구조로 되어있습니다. 날개의 윗부분은 곡면, 아랫부분은 평평하죠. 즉, 이러한 경우가 대기중에서 비행하는 경우이며 보통의 비행기가 날 때의 원리입니다.작용-반작용은 새의 날개짓, 드론과 헬리콥터의 프로펠러의 회전을 통해 공기를 지면으로 밀어내는 힘(작용-반작용), 또는 우주선의 연료 분사로 인해 추진력을 얻는 것을 의미합니다. 앞으로 나아가기 위해 연료를 분사하여 우주선 몸체가 앞으로 나아가는 것이죠.
토목공학
Q. 비가 올 때 수막현상이 일어나는 원리에 대해서 알고 싶네요.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.비가오게되면 땅이 물에 젖게되고, 물의 표면장력으로 인해 수막현상이 발생할 수 있습니다. 마치 코팅 막처럼 얇게 막을 지는 현상이죠.
지구과학·천문우주
Q. 달에도 바다가 있다고 하는데 정말인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.사실이 아닙니다. 달에는 물이 없어 바다가 없습니다. 아마 소설이나 시일거라는 생각이 드네요. 달에는 물도 없으며, 대기도 존재하지 않습니다.