안녕하세요 백대균 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 바다도 물이고 구름도 물인데 왜 색이 다른가요?
안녕하세요. 백대균 과학전문가입니다.빛이 바다에 닿는 순간 파장이 긴 붉은 계열 색들은 물에 금방 흡수되고, 반대로 파장이 짧은 푸른 계열 색들은 바닷물을 통과하게 됩니다. 통과한 빛은 바다의 물 분자에 부딪혀 다시 사방으로 흩어지게 되는데, 이를 ‘빛의 산란’이라고 합니다. 바닷물을 통과한 푸른 계열 빛만 남아 산란하기 때문에 우리 눈에는 바다가 시원한 파란색으로 보이는 것입니다.구름은 일반 물건처럼 빛이 비춰지고 구름의 물방울이 반사한 색깔입니다. 파장의 길이에 따른 흡수 및 반사가 발생하지 않고 우리가 일반 물체를 보는 것과 똑같습니다.하늘과 바다가 파랗게 보이는 것을 빛의 산란이라고 하는데, 하늘은 공기가 빛을 산란시키는 현상입니다. 그러나 일반 물건에 빛이 비치면 산란은 일어나지 않고, 반사만되고 그 색깔을 우리 눈으로 봅니다.
화학
Q. 열에너지도 에너지의 한 종류 인가요?
안녕하세요. 백대균 과학전문가입니다.열에너지도 에너지 입니다. 화력발전소에서 가열된 과열증기의 열에너지가 터빈에서 포화 증기로 바뀌면서 증기의 온도가 낮아지면서 열에너지가 터빈을 돌리는 일을 합니다.화력발전은 터빈을 돌리기 위한 힘을 보일러에서 가열된 증기에서 얻습니다. 대기에서는 100도에서 물이 끓는데, 압력과 온도를 높혀 593도 이상의 고압 과열 증기를 보일러에서 만들어지고, 관을 타고 가서 터빈에서 과열증기는 온도가 낮은 포화증기로 변하면서 터빈을 돌리는 일을합니다. 터빈 축은 발전기와 연결되어 있어 전기를 발생시킵니다. 화력발전소는 터빈을 돌리기 위한 증기를 보일러에서 얻는데 석탄을 사용하여 화력으로 증기를 만듭니다. 증기가 관속을 이동할 때 형태는 공기처럼 우리 눈에는 보이지 않습니다. 즉, 냄비에서 물을 끓을 때 기포안에 증기가 있는 것과 유사합니다. 이 증기가 냄비에서 위로 올라오면 찬공기를 만나 일부는 김이 되어 하얗게 보이고 일부는 공기중에 수분으로 증발합니다. 이 증기가 고압 고온에서 만들어 지면 엄청난 에너지를 가지고 있고, 이 과열증기가 온도가 낮아지면서 포화증기로 변하면서 터빈을 돌리는 일을 합니다. 포화증기는 물과 증기가 공존하는 상태를 말합니다. 포화증기는 복수기로 들어가게 되는데 이때 외부 물과 열교환을 시켜 증기를 물로 응축시킵니다. 응축된 물은 펌프에 의해 다시 보일러실로 보내집니다. 화력발전소는 에너지를 석탄에서 얻으므로 대기 오염의 원인이 되지만 많이 지을 수 있고, 많은 전기를 얻을 수 있습니다. 열에너지를 이용하는 화력발전소 개략도
지구과학·천문우주
Q. 우주과학에 관심이 많아알려주세요
안녕하세요. 백대균 과학전문가입니다.아직 지구와 비슷한 사람이 살 수 있는 행성은 발견되지 않고 있습니다. 정확하게 사람이 살 수 있는지 알기 위해서는 지구와 유사한 행성을 찾고, 탐사선이 가서 물이 있는지 그리고 대기는 어떻게 구성되어있는지 탐사를 해야됩니다. 그러나 아직 현재의 기술로 몇 광년이 떨어진 곳으로 탐사선을 보낼 방법이 없습니다. 현재 인간의 기술로 여행할 수 있는 거리는 매우 한정되어 있어 몇 광년의 우주 여행은 불가능 합니다. 가까운 화성까지 우주선이 가는데도 수개월이 걸립니다. 태양계 밖으로 먼거리 여행은 현재 기술로 불가능합니다.아인슈타인인의 상대성이론에 따르면 우주 여행을 위해서는 빛의 속도보다 빠른 우주선을 만들어야 되는데 빛의 속도보다 빠른 우주선을 만드는 것은 이론적으로도 불가능합니다. 물체가 빛의 속도에 이르면 질량이 무한대로 되는 것이 상대성이론입니다. 따라서 물체는 이론적으로 빛의 속도에 도달할 수 없습니다.따라서 현재기술로는 우주여행도 불가능하고, 지구와 유사한 행성도 발견되지 않고 있습니다
물리
Q. 비가 내리는 원리를 정말 간단명료하게 설명할수 있는방법이 있을까요?
안녕하세요. 백대균 과학전문가입니다.집 목욕탕에 데리고 가셔서 처음 천정에 물이 없는 것을 보여주고, 욕탕에 제일 뜨거운 물을 받고, 목용탕 바닥에도 제일 뜨거운 물을 계속 뿌리면 수증기가 올라가 차가운 천정에서(하늘에서는 찬공기)를 만나 물이 맺히는 걸 보여주세요.목욕탕 천정의 물방울이 뭉처서 커지면 떨이지듯이 하늘의 구름은 작은 물방울이고 물방울들이 뭉처져서 커지면 떨어집니다.
화학
Q. 풍선에 헬륨 반, 공기 반 넣으면 어떻게 되나요?
안녕하세요. 백대균 과학전문가입니다.공기 50프로 헬륨 50프로를 섞어서 넣었을 때 섞은 양이 100ml, 200ml 이렇게 늘어나면 어느 순간 섞은 양의 부력이 풍선의 무게를 이기면 풍선이 뜨기 시작합니다. 즉,섞은 양이 작으면 풍선의 무게가 무거워 뜨지 못하고, 섞은 양이 많을 수록 잘 뜹니다. 섞은 양을 아주 많이 넣으면 풍선이 위로 뜨는 속도가 빨라집니다.
토목공학
Q. 자도 자도 피곤한 이유가 뭘까요 ??
안녕하세요. 백대균 과학전문가입니다.첫째 가장 큰 이유는 몸상태입니다. 육체적 노동, 정신적 노동이 심해서 충분한 휴식이 안되면 잠을 많이 자도 계속 피곤합니다.둘째 평상시 노동과 동일한데 계속 피곤하면 몸의 건강에 이상이 있는지 검사할 필요가 있습니다. 간, 갑상선 등 건강에 이상이 생기면 계속 피곤합니다.셋째 평상시 노동도 동일하고 건강검진에 이상이 없다면 스트레스입니다. 과도한 스트레스가 쌓이면 몸이 너무 피곤해집니다.넷째 수년동안 또는 평생 동안 계속해서 피곤했다면 체질일 수 있습니다. 잠을 깊게 못자서 계속 피곤한 것도 일종의 체질이라고 볼 수 있습니다. 이러한 경우 본인의 체질을 잘 분석하여 운동, 식습관 등 체질개선으로 극복할 수 있습니다.마지막으로 잠을 깊게 못자고 자꾸 깨는 것은 정신적 트라우마가 있을 수 있습니다. 특히, 불안장애에 시달리면 깊이 잠을 못잡니다. 이럴 때는 신경정신과의 도움이 필요합니다.
지구과학·천문우주
Q. 지역마다 밤하늘에 별들의 수가 왜 차이가 나죠?
안녕하세요. 백대균 과학전문가입니다.별을 관측하는데 가장 방해가 되는 것은 지상의 불빛입니다. 따라서 가로등이 많은 도시에서는 거의 별을 볼 수가 없습니다. 현재 천문대가 시골 높은 산에 있는 이유가 밤에 지상의 빛을 피하기 위해서 입니다. 신라시대에는 밤에도 경주시내에 전기가 없어 불빛이 거의 없기 때문에 첨성대가 시내 한복판에 위치했습니다.그 다음으로 밤에 달의 영향입니다. 달이 없는 그믐날에 별관측이 더 용이합니다. 날씨의 영향으로 구름이 있으면 당연히 별관측에 방해가 됩니다.따라서 맑은 날씨에 그믐밤에 지상의 불빛이 없는 장소는 어디에서나 별들을 가장 많이 볼 수 있습니다
전기·전자
Q. 인류가 만든것들 중에 가장 빠른건 무엇일까요?
안녕하세요. 백대균 과학전문가입니다.인간이 만들어서 달리는 것은 물체이고, 물체와 달리 레이저 같은 빛도 있습니다. 당연히 레이저는 물체가 날아가는 것이 아니고 빛이 날아감으로 인간이 만든 것 중에 최고로 빠른 것입니다. 그런데 빛은 건전지로 만든 랜턴 후레쉬 같은 것도 있으므로 큰 의미는 없습니다. 빛이 세상에서 제일 빠릅니다.인간이 만든 물체는 당연히 대기권밖으로 쏘아올린 우주선이나 탐사선이 될 것입니다. 현재 물체로써 가장 빠른 것은 1977년에 태양계 탐사를 목적으로 발사된 NASA 의 보이저 1호 이다. 현재 17.26 km/s (= 62136 km/h) 의 속도로 움직이는 중입니다.가장 의미가 있는 것은 지구 대기권내에서 움직이는 물체일 것입니다. 가장빠른 물체는 극초음속 미사일입니다. 극초음속은 시속 1224km인 음속의 5배 (마하 5)가 넘는 빠른 속도를 뜻하는데, 미국과 러시아 중국 등이 극초음속 미사일 개발에 서로 경쟁하고 있습니다. 총알은 속도가 대략 400m/s 입니다. 처음 발사시에는 900~1000m/s 속도로 발사되는데 공기의 저항으로 줄어든 것이 그 정도 속도입니다. 극초음속 미사일은 총알보다 빠릅니다.
화학
Q. 계절에 따라 공기 냄새가 다른 이유가 있을까요?
안녕하세요. 백대균 과학전문가입니다.계절에 따라 공기의 냄새가 다른 것은 첫째는 자연의 변화입니다. 들판의 식물들이 계절에 따라 꽃을 피우고, 여름에는 녹음이 짖어지고, 가을에는 낙엽이 생기고, 겨울에는 얼기 때문에 이러한 자연의 변화가 공기의 냄새를 변화시킵니다. 또한 농촌지역으로 가면 농번기에는 많은 농약과 비료를 살포하므로 농약과 비료의 냄새도 무시할 수 없습니다.둘째는 계절풍의 영향과 습도의 변화입니다. 겨울에는 북서풍의 차가운 바람이 시베리아 지역에서 불어오고, 여름에는 북태평양에서 남동풍이 붑니다. 겨울에는 공기한 매우 건조한 바람이 북서쪽에서 불어오고, 여름에는 고온 다습한 남동쪽에서 불어와서 공기의 냄새가 달라집니다. 봄에는 편서풍의 영향으로 중국쪽에서 미세먼지와 황사가 날아와서 공기의 냄새가 달라집니다. 계절에 따라 가끔씩 동쪽에서 바람이 부는데 비교적 깨끗한 공기가 유입되어 냄새가 동풍의 영향을 받습니다.셋째는 지역적인 영향입니다. 계절에 따라 겨울에는 내가 사는 지역의 북서쪽에서 바람이 불어 북서쪽 지역의 특성 냄새가 나고, 여름에는 남동쪽 지역의 특성 냄새가 나게 됩니다.
기계공학
Q. 프린터기 앞에 있으면 해로운가요?
안녕하세요. 백대균 과학전문가입니다.프린터와 복사기를 사용하면 미세한 플라스틱 가루와 탄소화합물, 철분 등으로 구성된 토너가루가 인쇄 과정에서 공기 중에 흩뿌려지게 됩니다. 프린터기나 복사기가 작동할 때 민감한 사람은 약간의 이상한 냄새를 맡을 수 있습니다. 이러한 독성물질은 자동차 매연의 5배에 달합니다. 또 발암물질인 벤젠 톨루엔 같은 휘발성 유기화합물과 포름알데히드도 다량 나오게 됩니다. **어떤 사람들은 건강을 고려하여 레이저젯 프린터를 사용하기 않고, 잉크젯 프린터를 사용합니다.