안녕하세요 김두환 전문가입니다.
전기·전자
Q. 자기부상열차는 어떤 원리로 부양하는 것인지요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.자기부상열차는 자기력에 의한 반발력을 이용하였습니다. 자기력은 같은 극을 띠면 서로 밀어내는데, 이 밀어내는 척력을 이용하 열차를 띠워 지면과의 마찰력을 없애서 운행합니다. 이때 자석을 사용할 수도 있지만 전자석을 사용할 수도 있습니다. 전자석은 도선이나 코일에 전류를 흘려줌으로써, 전류가 흐를때 자기장이 발생하는 현상을 이용하여 만든 자석입니다. 이를 이용하여도 자기 반발력을 낼 수 있죠.또한 초전도체로도 가능합니다.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 뜨는 특징을 가지고 있습니다. 마이스너 효과를 이용해 열차를 띄워 마찰을 없애 아주 빠른 속력으로 운행이 가능하죠.
화학
Q. 가끔씩 에어컨 실외기에서 불이 나는 경우가 있는데 원인이 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.햇빛이 강하고 바람이 불지 않으며, 실외기가 과열될 경우 불이 붙을 수 있습니다. 실외기도 전자기기로 내부에 열이 찰 수 있습니다. 물론 웬만해서는 열이 쌓이지 않아 불이 붙지 않지만 더운날에 실외기가 벽에 바짝붙어 설치된 경우에는 열이 빠져나가지 못할 수 있으며, 열이 쌓여 화재로 이어지죠. 실외기 주변 공간이 넉넉한지, 열이 잘 빠져나가는지를 체크하여 화재를 예방하시길 바랍니다.
화학
Q. 바다에서는 어떻게 소금을 만들어 내는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.바닷물에는 Na+이온, Cl-이온 등 염분(소금)이 다수 존재하고, 또 다양한 이온과 미네랄 등의 성분도 있기 때문에 바닷물이 짜며 독특한 맛을 내죠.바닷물의 염분 농도는 지역적으로는 비슷하나 전 세계 어느 바다에서나 같은것은 아닙니다. 바닷물의 농도가 짙은 바다인 사해가 대표적인 예가 되겠습니다. 바다의 염분은 바다 속 암석이나 광물로부터 발생합니다. 바다 속 암석, 광물에 함유된 나트륨이 바닷물에 용해되며 바다의 염분 농도가 올라가는 것이죠. 때문에 어느 바다에서나 염분 농도가 같지 않은 이유가 되겠습니다. 밀물과 썰물을 이용하여 바다에서 바닷물을 넓게 증발시켜 소금을 채취할 수 있습니다. 바닷물이 증발할 때 순수한 물만 증발하고 미네랄, 염분등은 그대로 남기 때문이죠.
물리
Q. 야구방망이 길이에 따른 비거리차이 원리는?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.휘두르는 시간이 같을 경우 야구방망이의 길이가 긴 부분에 공이 맞게 되면 공이 더 멀리 날아갑니다.왜냐하면 방망이를 휘두를 때 몸에 가까운 부분보다 먼 부분에서의 회전 속력이 더 빠르기 때문이죠. 회전 속력이 빠른 부분에 공이 맞을 경우 강한 충격량을 전달 받아 더 빠른 속력으로 더 멀리 날아갈 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구도 수명이라는게 존재하나요??
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.지구의 수명은 태양계 내의 별인 태양의 폭발 시기 까지라고 예상할 수 있습니다. 태양의 현재 나이는 46억년으로 예상하고 있습니다. 그리고 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 지구를 포함한 여러 행성에게 영향을 주기 때문에 이 때가 행성의 마지막이라고 볼 수 있습니다. 태양의 죽음과 동시에 지구를 포함한 여러 행성이 태양에 흡수되기 때문에 마지막이라 보는 것이죠.
지구과학·천문우주
Q. 별이 깜박깜박거리는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.우리가 살아가는데 있어 중요하지만 보이지 않는 공기가 있기 때문입니다. 공기는 기체 분자들이 가득 모여있습니다. 빛이 이 공기를 지나 우리 눈에 들어오기까지, 빛과 공기의 상호작용, 산란, 굴절 등이 일어나게됩니다. 그래서 완벽히 직진하여 우리눈에 들어오지 못하죠. 그래서 아지랑이가 생기거나 아른아른하게보이며, 별이 반짝거리기도하는 것이죠.
화학
Q. 냉장고는 어떤 원리로 시원해 지는 건가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.냉장고의 냉기를 만들어 내는 원리는 에어컨과 비슷한 원리로 작동합니다.냉장고 내부의 공기가 순환하게되는데 순환하면서 냉각 과정을 거치죠.공기가 냉매제가 있는 부분을 지나며 냉매제가 공기의 열을 빼앗아 기화되고 공기는 차가워지죠. 차가워진 공기를 냉장고 내부로 다시 내보내고 기화된 냉매제는 압축기와 응축기를 지나며 열을 방출해내 다시 액화되어 냉장고 내의 열기를 빼앗기를 반복합니다. 이렇게 지속적으로 작동하는 것이 냉장고나 에어컨의 작동 원리입니다.
생물·생명
Q. 숨을쉰다는 항아리의 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.항아리는 찰흙을 이용하여 제작하며 찰흙에는 수많은 모래, 입자 알갱이가 존재합니다. 그리고 입자 알갱이 틈 사이로 더 작은 공기(기체)분자가 이동하는것이죠. 그래서 항아리가 숨을 쉰다라고 표현을 하는 것입니다. 또한 무더운 여름에는 항아리 표면이 찐득함을 본다면 항아리에서 무언가 배출한다는것을 알 수 있습니다.
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 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 달의 앞면보다 달의 뒷면에 크레이터가 많은 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.달의 공전주기와 자전주기가 같아 지구에서는 달의 한면만을 바라보게 됩니다. 달의 한면인 앞면은 지구만을 바라보고 다른 면인 뒷면은 지구와 반대방향인 우주를 바라보게 됩니다.달의 앞면보다 뒷면에 크레이터가 많은 이유는, 우주에서 날아오는 소행성이나 돌멩이가 달의 뒷면에 부딪힐 확률이 크기 때문이죠. 달에 앞면의 경우 지구를 통과하여 남은 잔여물이 달의 앞면에 부딪힐 수 있습니다. 하지만 달의 뒷면의 경우 우주에서 곧장 날아와 부딪힐 수 있죠. 그래서 뒷면에 크레이터가 더 많은 이유입니다.