안녕하세요 김두환 전문가입니다.
전기·전자
Q. 상온초전도체는 어떤 개념과 원리인가요?
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 뜨게 됩니다.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 기다리고 지켜봐야겠습니다.과학계에서는 상온에서 초전도체를 만들어내기를 바라는 마음으로 연구를 하고 있습니다.만약 상온에서 초전도체를 만들어내게 되면 전력손실이 0에 가깝기때문에 굉장한 효율을 낼 수 있습니다. 이는 엄청난 혁명이라고 볼 수 있죠. 전기세가 대폭 감소할 수 있죠. 또한, 전기적 흐름에서 생기는 발열을 없앨 수 있습니다. 그래서 초전도체를 연구하시는 분들은 상온에서 초전도 현상을 볼 수 있는 물질을 찾고자 끈임없이 연구하고 있죠.
화학
Q. 바다가 짠 이유는 소금때문인데, 바다의 염분기는 어떻게 해서 생성 된건가요?
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 냅니다.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 지속적으로 발생합니다. 바다 속 암석, 광물에 함유된 나트륨이 바닷물에 용해되며 바다의 염분 농도가 올라가는 것이죠. 때문에 어느 바다에서나 염분 농도가 같지 않은 이유이죠.
화학
Q. 멸균우유는 왜 일반 우유보다 유통기한이 더 길 수 있나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.음식에 좋은 균이 있으면 발효가되고, 나쁜균이 있으면 부패가 됩니다. 보통 우유에는 좋은 균이 있어 발효될 수 있으며, 발효가 심해지면 부패가 됩니다. 하지만 멸균우유의 경우 균을 거의 제거하기 때문에 발효나 부패가 일어나지 않아 유통기한이 길어지죠. 완전한 균의 박멸은 어려워 유통기한이 존재하는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 왜 우주는 대부분의 공간이 깜깜한건가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.하늘에 별은 무수히 많은데 밤하늘에 별이 가득 차지 않고 깜깜한 이유는 우주에는 공기가 없고 도플러 효과(적색 편이)가 일어나기 때문입니다. 지구의 하늘이 파란 이유는 대기중에 공기가 있어 빛이 산란하여 우리눈에 보이기 때문에 파랗게 보입니다. 하지만 우주에는 공기가 없어 산란하지 못하고 빛이 직진해 나가기 때문에 우주가 컴컴해 보이죠. 또한, 우주는 팽창하고 있습니다. 팽창하는 우주에 있는 별에서 나온 빛이 점점 더 빠른 속력으로 지구와 멀어지며 후퇴하기 때문에 도플러효과인 적색편이가 일어나게 됩니다. 그래서 가시광선의 빛이 적외선 영역대를 넘어가게 되면서(적색편이) 우리의 육안으로 볼 수 없는 것이죠. 그래서 밤하늘이 캄캄한 것입니다.
화학
Q. 에어컨은 누가 최초로 개발하였나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.에어컨은 1902년 미국에서 윌리스 캐리어에 의해 최초 발명되었습니다.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 반복하는원리죠.