안녕하세요 김두환 전문가입니다.
토목공학
Q. 베란다 물놀이 하려는데 지지하중 일려주세요.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.1.2mx2.2m의 넓이에서 높이 0.5m=50cm당 1300kg이 증가한다고 생각하시면 됩니다. 단위면적당 작용하는 무게는 492kg입니다. 베란다의 재질에 따라 버틸 수 있는 무게가 다릅니다. 이를 고려하여 물놀이를 즐기시길 바랍니다.
화학
Q. 태양의 수명은 얼마이고 얼마나 남았나요
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.태양의 나이는 46억년 정도이며, 태양 빛의 스펙트럼을 조사하여 구성 원소 비율을 통해 나이를 추정했습니다.태양 빛의 스펙트럼을 통해 구성 원소 비율을 측정해 나이를 추정한 이유는, 별의 생성 초기에는 수소의 비율이 74%로 월등히 높으며, 헬륨은 24% 정도입니다. 별에서는 핵융합 반응을 통해 가벼운 원소가 결합하여 무거운 원소로 변하며 가벼운 원소의 비율이 점점 줄어들게 됨을 알게 되었죠. 그래서 현재 태양의 원소 비율을 측정해 나이를 추정할 수 있으며, 또한 태양의 총 수명이 100억년 정도가 됨을 추정할 수 있습니다.
화학
Q. 우리 몸에서 땀이 나는 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.항상성은 체온 유지, 체내 농도 유지, 체중 유지 등이 있습니다. 대표적인것은 체온 유지입니다. 우리의 체온은 36도씨 정도로 항상 유지되는 온도입니다. 더우면 땀을 흘려 체온을 떨어뜨리며, 추우면 몸이 떨려 체온이 올라갑니다. 운동하거나 더울 때 나는 땀의 성분은 동일합니다. 물론 그 때 그 때 노폐물의 분비정도가 다를 수 있으며, 음식물이나 음료의 섭취에 따라도 성분이 미묘하게 달라질 수 있습니다.
전기·전자
Q. 상온에서 초전도체 물질이 사묭화가 가능할까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.초전도체는 특정 온도이하로 떨어지게 되면 전기저항이 0이 되며, 저항에 의한 열이 없어 전력 손실이 최소화 됩니다. 또한, 자기장의 차단하는 특징(마이스너 효과)이 있어 자석을 가져다 대면 자석이 공중에 뜨게되는 성질을 가지고 있습니다.즉, 특정 온도가 극저온의 환경일 수도 있고, 상온일수도 있습니다. 현재 이슈되는 초전도체는 상온에서 초전도현상을 유지했다는 연구결과입니다. 이는 아직 신중히 검토중이며 오류일지, 아니면 정말 구현이 가능한지는 검증과 검토를 기다려봐야할듯하네요.
화학
Q. 태양이 폭발할 가능성이 있나요??
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.태양의 나이는 46억년 정도이며, 태양 빛의 스펙트럼을 조사하여 구성 원소 비율을 통해 나이를 추정할 수 있습니다.태양 빛의 스펙트럼을 통해 구성 원소 비율을 측정해 나이를 추정한 이유는, 별의 생성 초기에는 수소의 비율이 74%로 월등히 높으며, 헬륨은 24% 정도입니다. 별에서는 핵융합 반응을 통해 가벼운 원소가 결합하여 무거운 원소로 변하며 가벼운 원소의 비율이 점점 줄어들게 됨을 알게 되었죠. 그래서 현재 태양의 원소 비율을 측정해 나이를 추정했죠.태양의 수명은 대략 100억년으로 예상하고 있는데, 54억년 뒤에 태양이 죽음에 다다르게되면 적색거성이 되며 팽창하다가 일부는 성운이 되고 핵은 백색 왜성이 됩니다. 이 때 태양이 팽창하며 여러 행성에게 영향을 주기 때문에 이 때가 지구를 포함한 여러 행성의 마지막이됩니다.
전기·전자
Q. 드라이아이스와 금속을 접촉하며 소리가 나는 원인이 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.금속의 경우 열전도율이 굉장히 높은 물질입니다.드라이아이스는 영하 78도 이하인 상태이며, 금속과 접촉한 상태라면 드라이아이스 입장에서는 굉장히 뜨거운 환경에 놓인 것이죠.우리가 뜨거운 냄비에 물 방울을 떨어뜨리거나, 고기를 얹으면 치지직하고 소리가 나는 경험을 해보셨을 겁니다. 드라이아이스와 금속을 접촉시키는 것은 이와 같은 현상이라고 생각하시면됩니다.드라이아이스가 뜨거운 환경에 놓이면서 승화가 급속도로 일어나게되며, 접촉부위에서 기체가 금속을 박차며 드라이아이스가 빠르게 진동하게되죠. 그래서 공기를 진동시켜 소리를 내는 것입니다.
전기·전자
Q. 지금 현재의 기술로 1광년 거리를 왕복하는데 얼마의 시간이 걸릴까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.보이저 1,2호 그리고 뉴호라이즌호의 경우 초속 15~19km정도로 가장 빠릅니다. 초속 19km로 1광년의 거리를 왕복하는데 걸리는 시간은 31557년정도가 걸립니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주로 쏘아올린 인공위성에 궁금한게 있습니다
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.인공위성의 수명은 소형의 경우 1~2년, 중대형의 경우 10~15년의 수명을 가지고 있다고 합니다. 이러한 인공위성의 수명이 다하면 기능을 못하며, 단순히 궤도에 머물러 있다고 합니다.
화학
Q. 나이가 들수록 흰머리가 늘고 있는데..
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.사람마다 흰머리가 나는 부위가 다를 수 있으며, 유전적인 경우일 수도 있습니다. 흰머리가 나는 부위는 우리가 뜻하는대로 정하기는 불가능합니다. 구렛나루 끝부터 흰머리가 나는 이유는 구렛나루 끝 부분의 색소세포가 파괴되어 더 이상 검은색으로 유지할 수 없기 때문인 것이죠.
전기·전자
Q. 에어컨이 시원한 바람을 내보낼 수 있는 원리는 무엇일까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.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 되는것을 반복하는 원리입니다.또한, 제습작용도 동시에 작용합니다. 공기의 온도가 떨어지면 포화수증기량(공기중에 수증기를 포함할 수 있는 정도)이 떨어지게되는데, 쉽게 생각해서 수증기(기체)를 냉각시켜 액화하여 물로 만들어 냅니다. 그러면 에어컨, 제습기에 들어온 공기의 수증기량이 줄어들게 되어 쾌적한 공기로 배출됩니다. 그리고 에어컨, 제습기 안에서 생겨난 물은 제습기 내부의 물통으로 걸러지게 되죠. 이러한 순환 과정을 거쳐 방안 공기를 쾌적하게 만들어주죠,