안녕하세요 김두환 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주에 존재하는 얼음의 성분은 무리인가요 아니면 다른 것인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.보통 얼음을 의미하는 것은 물의 고체상태를 의미합니다. 그래서 우주의 얼음이라고 하면 물(H2O)의 고체 상태이므로 지구의 물, 얼음과 같습니다. 하지만, 간혹 넓은 의미로 쓸 때도 존재합니다. 만약 특정행성에 드라이아이스가 넓게 분포할 경우 이를 얼음이라고 잘못 표현하는 경우도 존재합니다. 그러니 엄밀히 따져보는 것이 좋습니다.
전기·전자
Q. 전자기 유도 원리가 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.전자기 유도 현상이란 코일(도선)이 있고, 코일 주변에 자석(또는 전자석)이 움직이거나 자기력이 변화하고 있을 때 코일(도선)에 유도 전류가 흐르는 현상을 뜻합니다. 즉, 외부 자기장의 변화가 전선에 전류를 흐르게하는 현상이죠. 이를 조금 더 자세히 이해하기 위해 상상해보죠. 고리 도체가 있고, 도체 내부에는 원자들이 박혀있습니다. 그리고 원자에는 원자핵(+), 전자(-)가 존재하며, 전자(-)는 자유롭게 도체 내부를 무작위 운동하고있습니다. 이 상황에서 외부에서 자기장이 들어오게 되면, 무작위 운동하는 전자(-)는 전자기력을 받게됩니다. 왜냐하면 전자의 무작위 운동이라는 것은 부분적(local, 아주 미소 부위)으로 전류가 되고, 외부자기장 내에서 전류는 전자기력을 받기 때문이죠.만약 고리에 N극이 흘러들어오는 상황이라면 고리 내에서 전자가 시계방향이나 반시계방향으로 무작위 운동이 가능합니다. 이 때, 시계방향운동에 대해서는 전자기력을 고리 중심부로 받고, 반시계방향의 운동에 대해서는 전자기력을 고리 바깥방향으로 받게 됩니다. 이러한 전자기력의 방향은 전자의 운동을 지속시킬지 말지를 결정합니다. 반시계 방향으로 회전하는 전자에 대해 고리 바깥방향으로 힘이 작용합니다. 이 경우 제한적인 고리 틀 때문에 전자의 움직임이 불가합니다. 반면에 시계방향으로 회전하는 전자에 대해 고리 중심부로 힘이 작용하고 이는 구심력으로 작용하여 고리를 내에서 회전이 가능하죠. 즉, 무작위 운동중 특정 방향에 대해 전자의 운동이 살아남아 이것이 유도 전류로 작용하죠. 그래서 자기장의 변화는 자기장을 방해하는 방향으로 전류를 발생시키게 됩니다.
화학
Q. 나이가 들면 흰머리가 생기는 이유가 뭘까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.검은색 머리가 나려면 색소세포가 온전해야하는데 나이가 들면서 색소세포가 파괴되거나 노화가되어 재기능을 못해 흰머리가 날 수 있습니다. 이는 신체의 노화로 인해 불가피하게 생기는 것입니다. 가끔 흰머리가 나다가 검은머리가 나는 경우가 존재하는데, 이는 색소세포가 노화되어 재기능을 못하다 회복되는 특이한 경우입니다. 다시 회복하여 색소세포의 기능으로 검은머리가 자라는 것이죠.
전기·전자
Q. 최초로 에어콘을 발명한 사람은 누구인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.에어컨은 1902년 미국에서 윌리스 캐리어가 최초로 발명하였습니다.에어컨에서 찬바람을 생성하는 원리는 다음과 같습니다. 에어컨 내부에서 순환하는 냉매가 존재합니다. 이 냉매가 외부에서 들어온 공기의 열을 기체가 되는데 사용합니다. 그러면 냉매는 액체에서 기체로 상태가 변하고, 외부 공기는 열을 빼앗겨 차가워 지는것이죠. 그래서 우리에게 시원한 바람을 제공합니다. 그리고 이 기체가 된 냉매는 물에 의해 식혀져 다시 액체가 되고, 또 다시 이 액체가 된 냉매는 외부의 공기의 열을 빼앗아 기체가 되는 것을 반복하며 에어컨이 작동합니다.
생물·생명
Q. 어린이들은 왜 채소를 싫어할까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.어린 아이들의 경우 쓴맛을 제외한 단맛과 신맛, 짠맛 등 자극적인 음식을 좋아하는 경향이 있습니다. 하지만 채소의 경우 쓴맛이 있으며, 맛이 강하지 않죠. 그래서 어린이들이 좋아하지 않습니다.
화학
Q. 핵분열의 연쇄반응에 대해서 알려주세요
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.핵분열은 불안정한 원자(우라늄, 플루토늄, 라듐 등)에 중성자를 충돌시켜 불안정한 원자가 다른 원자로 변하며 결손되는 질량이 발생하는데, 이 결손된 질량이 에너지로 전환됨에 따라 에너지를 얻어지는 것입니다. 불안정한 원자에 중성자를 충돌 시킴으로써 붕괴를 시키는데 붕괴시 중성자와 에너지가 발산됩니다. 그리고 충돌한 중성자는 다른 불안정한 원자를 충돌시키고, 붕괴되며 나온 중성자 또한 다른 불안정한 원자를 충돌시킵니다. 그리고 다시 붕괴되어 방출된 중성자와 충돌 후의 중성자가 다른 원자에 충돌하게 되죠. 이 반응(1->2->4->8->16...)이 연쇄적으로 일어나 많은 양에 에너지를 얻을 수 있습니다. 이 때 질량 손실에 의해 얻어지는 에너지는 E=mc^2에 의해 계산할 수 있습니다. 만약에 1g의 질량 결손만으로 9000만 줄(J)의 에너지가 생성될 수 있습니다.
화학
Q. 방안에서 빨레를 말리는 공기와 라면을 끓이는 수증기와 어느쪽이 더 않 좋은가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.라면을 끓이는 수증기가 더 안좋을 수 있습니다. 라면 물을 끓이게 되면서 수증기가 증발하게 됩니다. 이 때 스프를 넣게되면 스프가루 분말이 수증기를 타고 여기저기로 퍼지기 때문에 먼지로 작용하죠.반면에, 빨래의 경우 물이 천천히 자연증발하며 미세한 먼지를 공기중으로 퍼뜨리지는 않습니다.
화학
Q. 불을 끄고 난 후 처음엔 안 보이는데 시간이 지나면 다시 보이는 원인은 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.우리의 눈은어두운 곳에서잘 보려고 하기 때문에 동공이 확장되며,밝은 곳에선 빛의 양을 줄이기 위해 동공이 축소되게끔 진화해 왔습니다. 그래서 밝은 곳에 있던 눈은 동공이 축소된 상태이며, 갑자기 어두워 진곳으로 가면 축소된 동공으로 들어오는 빛의 양이 급격히 적어져 깜깜하게 보이는 것입니다. 하지만 시간이 지나면서 동공이 확장되고 사물이 흐릿하게 보이게 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 손바닥에 손금이 없다면 어떤 일이 생길 수 있나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.손금의 경우는 주먹을 펴고 지면서 생겨난 것입니다. 만약 손금이 없다면 별다른 이상함을 느끼지 않을 수 있습니다. 주먹을 쥘 때 쥐어지는 모양이 손금을 만들기 때문이죠.지문은 마찰력을 강하게 만들어주며 물체를 집거나 들때 미끄러지지 않게 합니다.만약 지문이 없다면 물체를 집는데 미끄러워 어려움이 있을 수 있죠.
지구과학·천문우주
Q. 우주에서 제일 먼 곳을 측정한 곳은 어디인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.현재 관측 가능한 우주의 크기는 지구 중심으로부터 관측 가능한 우주까지의 거리가 465억 광년(빛의 속도로 465억년 이동해야 갈 수 있는 거리)이라고 합니다. 직경 930억 광년이 됩니다.