안녕하세요 과학 및 방위산업 전문가입니다.
화학
Q. 헬륨가스를 마시면 왜 목소리가 변한는건가요?
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.헬륨은 매우 가변운 기체입니다. 주로 풍선을 채워서 풍선이 뜨게 하는 용도로 많이 사용됩니다. 매우 가볍다는 것은 밀도가 낮다는 이야기입니다. 밀도가 낮은 곳은 분자의 양이 작아서 빈 공간이 많습니다. 따라서 소리가 밀도가 낮은 공간을 통해 전달되면 저항을 덜 받아서 소리의 속도가 더 빨라집니다. 헬륨을 마시고 목소리를 내면 평소보다 빠른 속도로 소리가 전달되면서 성대의 진동수도 높아지게 되어 목소리 또한 높은음 목소리를 내는 것입니다.
화학
Q. 40도 양주 1L는 소주 몇 병 정도 될까요?
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.술의 알콜 도수에 따라 취하는 속도도 틀리지만 단순 알콜 양으로만 계산한 것입니다. 40도 양주 1리터의 알콜 양은 1리터의 40프로, 400 ml 가 되겠습니다. 일반 16도 병소주(360 ml)에는 57.6 ml 의 알콜이 포함되어 있습니다. 따라서 40도 양주 1리터는 400 / 57.6 = 6.9444... 병의 알콜의 양을 포함한다고 볼 수 있습니다.
전기·전자
Q. 피뢰침 원리가 궁금 합니다. 알려주세요
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.전기는 단면적이 낮은 곳으로 흐르려는 성질이 있습니다. 단면적이 낮으면 전기적인 저항이 작기 때문입니다. 때문에 건물 높은 곳에 뽀죡한 모양의 피뢰침을 설치해두고 그 피뢰침과는 굵은 구리선을 이용해 구리봉과 연결하여 그 구리봉을 건물의 땅속 깊이 묻어놓으면 번개가 건물을 직집 타격하는 것을 피뢰침이 번개를 흡수하여 땅속으로 내보내는 원리입니다. 땅은 전기적으로 전기 성분이 0이기 때문에 전기의 (-)를 흔히 Ground 라고 부르기도 합니다.
전기·전자
Q. TV의 송출되는 구조와 원리를 알고싶습니다.
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.티브이는 영상/음성 신호를 송신받아 화면에 출력해주는 기계입니다. 예전 아날로그 방식은 이제 사용하지 않으므로 요즘에 사용하는 디지털 방식으로 간단하게 설명드리겠습니다. 영상 신호는 사진처럼 단편의 화면을 연속으로 출력하면 영상으로 보이게 됩니다. 티브이 영상 신호는 이러한 사진 정보를 연속으로 표현하는 신호로 구성되어 있습니다. 한 프레임 안에 정해진 화질에 따라 가로 몇픽셀, 세로 몇픽셀의 화질이 정해지며, 각 화질을 구성하는 색상 정보 또한 영상 신호에 포함되어 있습니다. 이를 전파를 통해 수신받아 티브이에 뿌려주는 방식인데, 요즘 사용하는 LED 티브이 또한 화질이 정해져 있습니다.(가로X세로 몇 픽셀) 돋보기 등으로 티브이 화면을 확대해서 보면 작은 점 단위로 이루어져 있는데 이를 픽셀이라고 합니다. 원본 정보를 수신받아 각 가정에서 사용하는 화질에 맞추어 개별 픽셀을 제어하는 방식으로 화면을 표시하는 것입니다. 한 픽셀은 빛의 3원색인 빨강/초록/파랑의 세개 필터로 구성되어 있으며 이 필터를 제어하는 신호세기에 따라 모든 색을 표현할 수 있습니다.
기계공학
Q. 뻥튀기의 부푸는 원리가 궁금해요
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.뻥튀기의 재료는 일반적으로 수분이 없는 바짝 말린 재료입니다.(떡 말린 것, 말린 쌀, 쪄서 말린 쌀, 말린 옥수수 등 딱딱한 재료) 이 딱딱한 것을 가열하면 보통 익으면서 부피가 차츰 늘어나게 되는데 뻥튀기 기계는 외부와의 공기를 차단하여 가열을 하면서 내부의 압력이 상승하게 됩니다. 이 상승한 압력에 의해 가열된 재료가 부풀어 오르는 것을 억누르고 있다가 뻥이요~ 하는 소리와 함께 갑자기 뻥튀기 기계의 뚜껑을 열게 되면 열에 의해 억눌려 있던 재료가 압력이 사라지면서 갑자기 부풀어 오르게 됩니다. 이것이 뻥튀기의 원리입니다. 너무 오래 가열하면 재료가 모두 타버려서 부풀어 오르지 못하게 먹지 못하게 됩니다.
기계공학
Q. 우리나라도 핵 만들 수 있는 기술을 보유하고 있나요?
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.기본적으로 원자력 발전 기술을 가지고 있는 나라면 핵폭탄을 만들 수 있습니다. 우리나라도 전체 전력량의 30% 이상을 원자력 발전으로 공급하고 있는 세계에서 원자력 발전 비율이 많는 나라 중 하나입니다. 핵폭탄을 만들기 위해서는 핵물질 가공 기술이 필요한데 원자력 발전이 가능하다는 것은 이미 핵 연료를 이용하여 에너지를 만들 기술을 보유하고 있다는 말이 되겠습니다. 단지 강대국들에 의해 견제를 당해 기존 핵무기를 보유하고 있는 나라 외에 다른 나라가 핵무기를 만들 경우 각종 제제를 당하게 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구상에서 가장 깊은 바다는 어디인가요???
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.지구에서 가장 깊은 바다는 태평양이며, 그 중에서도 "마리아나 해구"가 깊이 11,092m 로 세계에서 가장 깊은 바다입니다. 위치는 필리핀 동쪽 일본의 아래쪽 태평양에 위치해있습니다. 해구는 바닷속에 위치한 골짜기 같이 움푹 패인 지형을 말합니다. 가장 깊은 수심인 마리아니 해구는 이미 1960년에 인간에 의해 탐사가 되었습니다. 깊은 바닷속은 높은 수압과 암흑으로 인해 특수 장비를 이용하지 않고는 탐사가 불가능합니다.
화학
Q. 가습기는 어떠한 원리로 물을 기체로 만드나요?
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.가습기에서 나오는 수증기는 만져도 전혀 뜨겁지가 않습니다. 가습기의 수증기는 물을 끓여서 만들어지는 수증기가 아니라 가습기 내부의 초음파 진동판에 의해 물 분자를 초당 수십~수천만번 흔들어 물 분자끼리 분리를 시킨 후에 바람을 이용해 불어 내는 방식입니다.
지구과학·천문우주
Q. 비행기가 하늘에 뜨는 이유에 대해 자세히 알 수 있을까요?
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.비행기 뜨는 원리는 비행기의 날개와 속도에 비밀이 있습니다. 비행기 날개의 단면은 윗부분이 둥글고 완만한 곡선 형태로 되어 있고 아랫부분은 직선 형태로 되어 있습니다. 이런 형태의 구조물에 빠른 속도의 바람이 불게 되면 아랫부분보다 윗부분의 공기의 속도가 더 빨라지게 됩니다. 상대적으로 공기의 속도가 빨라지게 되면 저기압이 형성되는데 이 때는 고기압에서 저기압으로 힘이 형성됩니다. 이를 "베르누이의 원리"라고 합니다. 고기압에서 저기압으로 힘이 발생하면서 날개를 띄우게 되는 "양력"이 발생합니다. 보통 여객기를 지면에서 띄우기 위해서는 비행기의 속도가 약 220 km/h 가 되어야 합니다. 비행기가 활주로를 빠른 속도로 달리고 난 후에야 땅에서 이륙할 수 있게 됩니다. 그래서 비행기장은 긴 활주로를 가지고 있는 것입니다. 더 높은 고도를 유지하기 위해서 비행기는 최고속도 약 700 km/h 의 속도로 항로를 비행합니다.
토목공학
Q. 케이블에는 왜 구리가 사용되는 걸까요?
안녕하세요. 전진호 과학전문가입니다.케이블은 전기신호의 손실을 최소화하면서 원하는 목적지까지 전달할 수 있어야 합니다. 전기신호를 전달할 수 있는 물질을 전도체라고 하는데 전도체 중에는 금이 가장 전기 전도도가 좋습니다. 하지만 금은 아시다시피 너무 비싼 금속이어서 대량 생산이 어렵습니다. 금 이외에 생산량이 많아 값이 싸면서도 전기 전도도가 좋은 금속이 바로 구리입니다.