안녕하세요 과학 및 방위산업 전문가입니다.
화학
Q. 드라이아이스는 왜 만지면 화상을 입나요?
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.드라이아이스는 이산화탄소를 극저온 상태로 만든 것으로, 녹으면서 액채 상태를 거치지 않고 바로 이산화탄소로 기화를 하게 됩니다. 드라이아이스를 오랫동안 만지면 화상을 입는다고 하는데 사실 엄밀히 말하면 화상은 아니고 순간적으로 일어나는 동상입니다. 화상이든 동상이든 피부가 저온/고온에 노출되면서 피부 세포가 죽는 것인데 동상이지만 실제 피부가 죽은 것이 화상처럼 보여 화상이라고 부르는 것입니다. 실제로는 동상입니다.
물리
Q. 보온병의 원리는 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.보온병은 담긴 음식물을 담을 때의 온도로 오래 유지해줍니다. 시간이 지날 수록 바깥 온도와 같아지지만 그 시간이 오래 걸립니다. 보온이라 함은 내용물의 온도를 외부와 잘 차단시켜 원래의 온도를 잘 유지해주는 것을 말하는데, 이를 위해서는 "단열" 기능이 좋아야 합니다. 단열이란 한쪽의 열을 다른 쪽으로 이동하지 못하게 하는 것을 말합니다. 금속보다는 플라스틱이나 스티로폼이 열을 전달하는 능력이 훨씬 안좋아 단열재로 많이 쓰입니다. 집을 지을 때도 단열을 위해 벽 속에 스티로폼을 넣죠. 보온병의 같은 경우는 예전에는 내부 용기와 외부 용기 사이에 스티로폼을 사용했는데 그 때문에 병이나 용기의 크기가 무척 컸습니다. 요즘 보온병의 경우 내부 용기와 외부 용기 사이를 진공 상태로 만들어 아예 열을 전달할 수 있는 물질 자체를 없애버리는 방식을 사용합니다. 하지만 내부 용기와 외부 용기가 맞닿아 있는 부분은 있기 때문에 서서히 외부 온도와 같아지게 되지만 시간은 한참 걸리게 됩니다.
화학
Q. 차가운 물에서 왜 과립들이 잘 섞이지 않나요?
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.모든 물질은 온도가 높을 수록 운동이 활발해지고 온도가 낮을 때는 운동량이 줄어듭니다. 온도가 높을 수록 보유하고 있는 에너지가 높아 원자/분자 등의 운동이 활발해집니다. 원자/분자의 운동이 활발하면 그만큼 많은 범위를 움직이면서 잘 섞이게 됩니다. 달궈지지 않은 프라이팬에 식용유를 부어서 프라이팬을 기울이면 식용유가 끈적끈적하게 흘러 내리지만 프라이팬이 달궈질 수록 식용유가 물처럼 잘 퍼지는 것도 같은 원리입니다.
화학
Q. 뜨거운 요리를 하고난 유리뚜껑에 찬물을 부으면 왜 깨지나요?
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.모든 물질은 열을 받으면 부피가 팽창하는 성질이 있습니다. 뜨거운 요리를 하는 동안 유리 뚜껑은 열을 받아 팽창하게 되는데 여기에 갑자기 찬물을 끼얹으면 찬물이 닿은 부위는 급속히 식으면서 수축하게 됩니다. 찬물이 닿은 부위가 골고루 퍼져있으면 같이 수축하면서 깨지지 않지만 찬물이 일부 부위에만 닿으면 유리 뚜껑의 팽창율이 달라 깨지게 됩니다. 온도가 낮은쪽은 원래의 형태를 유지하려고하고 온도가 높은쪽은 팽창하려고 하기 때문에 깨지게 됩니다. 유리 뚜껑뿐만 아니라 철제 냄비, 후라이팬 등 금속 용기도 뜨거운 상태에서 찬물에 급하게 식히는 것은 용기에 좋지 않습니다.
지구과학·천문우주
Q. 빛의 굴절과 반사는 다른가요?
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.굴절과 반사는 완전히 다른 것입니다. 굴절은 빛이 어떤 하나의 매질을 통과하고있다가 다른 매질을 만나 빛의 속도가 변하면서 진행 방향이 꺽어지는 것이고, 반사는 빛이 통과할 수 없는 매질을 만나 방향이 완전히 틀어지는 것을 말합니다. 굴절의 예로는 물밖에서 물속의 물체를 볼때 실제 위치와 다르게 보이는 것, 물속에서 물체가 더 크게 보이는 현상 등이 있습니다. 빛의 반사의 예로는 거울을 보는 것, 눈밭을 걸을 때 눈이 더 부신것, 자동차의 사이드미러/백미러 등이 있습니다.
토목공학
Q. 공명 주파수가 무엇이며 건물에 끼치는 영향은 무엇인가요?
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.정확히는 공진주파수입니다. 물체에는 고유의 공진주파수가 있는데 충격을 가했을때 흔들리는 주파수입니다. 이 흔들리는 주파와 동일한 진동을 물체에 계속 가하면 힘이 증폭되어 물체를 파괴시킵니다. 그네를 탈때도 더 높이 올라가기 위해 그네가 흔들리는 속도에 맞추어 발을 구릅니다. 유리컵을 목소리로 깨지게 만드는 것도 유리컵의공진주파수와 목소리의 주파수가 동일하기 때문입니다.
지구과학·천문우주
Q. 여름철 과일이 갈변현상이 생기는 과학적인 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.깎아놓은 사과가 갈색으로 변하는 것은 사과에 포함된 철분 성분이 공기중의 산소와 만나 산화하는 현상입니다. 철을 오래 놔두면 녹이 스는 것과 같은 현상입니다.
전기·전자
Q. R-L-C회로에서 각각의 소자 역할이 무엇인가요?
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.저항은 전류를 억제하고 전압을 분배하는 역할입니다. L인덕터는 코일성분으로 전기의 급작스러운 변화를 막아주는 역할을 합니다. 커패시터 C는 전기를 충전할 수 있는 소자입니다. L과 C를 사용하여 갑작스럽게 변하는 신호인 노이즈를 걸러내는 필터를 구성할 수 있습니다.
물리
Q. 날씨가 추워지면 몸이 떨리는 이유가 궁금해요
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.사람을 포함한 대부분의 포유류는 항온동물입니다. 즉, 체온이 일정하게 유지해야되는 동물입니다. 이 체온은 우리가 직접 조절하지않고 중추 신경계가 자동으로 조절을 하는데 날씨가 추워지면 체온을 유지하기 위해 몸을 움직여 열이 발생하도록하고 소름이 돋아 땀구멍을 막아 체온이 내려가는 것을 막아줍니다. 모두 체온을 일정하게(36.5도) 유지하기 위한 생리적 현상입니다.
지구과학·천문우주
Q. 비온뒤 무지개가 뜨는 이유가 궁금해요
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.햇빛은 빛의 모든 파장대를 포함하여 섞여있는데 이럴때는 흰색으로 보입니다. 비가 그치고 나면 공기중에 비가 되지 못한 수증기가 남아있는데 이 수증기를 통과하면서 빛의 파장에 따라 굴절율이 달라지면서 합쳐져있던 다른 파장의 빛들이 갈라지면서 생기는 현상입니다. 파장이 높은 빛일수록 보라색, 파장이 낮은 빛일수록 빨간색을 띄게 됩니다.