안녕하세요 김두환 전문가입니다.
토목공학
Q. 춘곤증이 오는 이유는 뭔가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.밤에 질 좋은 숙면을 취하시지 못할 경우 춘곤증이 올 수 있습니다. 스트레스 해소, 운동, 활동적인 취미 등을 통해 밤에 질 좋은 숙면 습관을 들이시고 낮잠을 30분~1시간 정도 주무시는것을 추천드립니다. 또한 춘곤증이 오는 이유는 계절에 변화에 있을수도 있습니다. 추운 겨울이 지나 따뜻하거 무더워진 여름날이 되면서 활동에 있어 나태함이나 귀찮음으로 다가올 수 있습니다. 이러한 것으로 춘곤증이 발생할 수도 있습니다.
화학
Q. 드라이아이스의 원리를 알고 싶어요.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.라이아이스는 이산화탄소가 고체상태로 존재하는것입니다. 마치 물이 얼어있는 상태와 같습니다. 드라이아이스는 이산화탄소가 고체가 되는점인 영하 78도 이하의 온도로 존재합니다.이것이 물에 들어가면 열을 빼앗기며 녹게 되어 승화(고체->기체)가 일어나 이산화탄소 연기(기체)가 발생하는 것입니다.승화하는 이유는 증기압(~휘발성) 때문입니다. 증기압은 고체가 기체가 되려고하는 정도라고 생각하시면 됩니다.물질에 따라 승화의 조건이 있으며, 이 조건을 충족할 경우 승화가 잘 일어납니다.(삼중 그래프를 확인하시면 더 잘 이해갑니다.)고체상태는 분자들이 규칙적인 배열을 가지고 결합력을 가진 상태로 존재합니다. 액체는 분자들의 규칙적인 배열이 깨지고 기체보다는 덜하지만 자유롭게 움직입니다. 기체의 경우는 분자들이 아주 자유롭게 움직입니다. 거의 분자 하나의 단위로 각자 움직입니다.만약 고체상태에서 분자하나가 떨어져 나가면 이 분자는 기체가 되는 것입니다. 그리고 물질마다 고체 상태에서 분자들이 떨어져 기체가 되는 조건이 존재하며 이러한 조건이 강해지면 증기압이 강해진다 생각하시면 됩니다. 물의 경우도 증기압이 존재하며, 얼음에서 수증기가 되기도 합니다. 온도가 낮고 압력이 1기압보다 훨씬 낮게 되면 얼음에서 수증기로 변하죠. 자세히 관찰하면 추운 겨울에 온도가 낮아 눈에서 수증기가 되기도 하죠.
지구과학·천문우주
Q. 우리가 지구의 자전을 느끼지 못하는 이유는?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.자전을 느끼지 못하는 이유는 지구는 아주 큰 구이고,중력이 작용하기 때문입니다. 우리는 지구의 중력과 지면의 수직항력을 구심력 삼아 지구를 따라 원운동 하고 있습니다. 이 때 중력(만유인력)에 의해 원심력을 느낄 수 없기 때문에(만유인력은 우리가 원운동 할 때 필요한 구심력 보다 크기 때문에) 지구가 도는 것을 체감하기 힘든 것이죠.또한, 지구는 아주 큰 구이고 우리는지구 안에서 작은 존재로 지구가 구형임을 못느끼고 평평하다고 생각합니다.그리고 지구 자전에 의한 원운동은등속 원운동입니다. 사람에 비해 지구가 굉장히 크기 때문에 사람의 입장에서는거의 등속 직선운동(우리가 볼때 지면이 평평해 보이는 이유와 같음)을 하고 있다고 볼 수 있습니다. 등속 운동을 할 경우 우리가 움직이는지 멈춰있는지 알기 어렵기 때문에 지구가 움직이는 것을 느끼기 어려운 이유가 되겠습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주의 크기는 얼마나 될까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.우주는 과거부터 현재까지 지속적으로 팽창하고 있습니다. 또한 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 광년이죠. 이는 관측 가능한 선 내에서 우주의 크기를 추정한 것으로 실제로는 더 클 수 있습니다. 우주는 굉장히 광활하며 아직 밝혀지지 못한 것이 너무나도 많습니다. 그래서 인류는 호기심을 가지고 우주를 이해하고 밝혀내려고 지속적인 연구를 하고 있죠.그리고 관측가능한 우주가 정해져있기 때문에 그 외부에는 무엇이 있는지 현재로써는 알 방법이 없습니다. 우주의 끝에 무엇이 있는지는 모든 인류의 궁금증이기도 하죠. 그래서 지속적인 탐구와 연구가 이뤄지고 있습니다.
화학
Q. 얼음은 마찰력이 적은 이유가 있을까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.마찰력이란 접촉면에서 물질과 물질 사이에 분자간의 인력에 의해 나타납니다. 또한, 거칠기에도 의존하게 됩니다. 그리고 물과 얼음의 마찰력을 비교하는건 사실 쉬운일이 아닙니다. 물인 상태에서는 액체이기 때문에 물위를 스쳐지나갈 때의 마찰력을 따지기 어렵기 때문이죠. 물은 액체라 물체가 물위를 지나갈 경우 물이라는 액체 분자가 물체의 이동을 자유롭게 방해할 수 있습니다. 그래서 마찰력이 커지는 것이죠. 하지만 얼음의 경우는 고체상태로 표면이 딱딱하여 표면을 쉽게 이동할 수 있습니다. 그리고, 얼음이란 것은 물 분자가 6각 구조로 강한 결합을 하여 만들어져있고, 이로인해 외부 물질과 인력이 거의 없어 마찰이 작게 나타나는 것이죠.