안녕하세요 설효훈 전문가입니다.
생물·생명
Q. 바닷속에 사는 고래와 같은 동물이 잠수병에 걸리지 않는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 깊은 물 속에서 오래 잠수를 한 경우, 수면으로 복귀 후에 몸에 이상을 느끼는 직업병. 잠수병, 벤즈, 케이슨 병, DCS 이라고도 하며, 당연히 잠수부와 해녀가 이 직업병에 자주 걸린다. 발병 원리는 다음과 같다. 우리가 호흡하는 공기의 구성성분은 질소 78% 산소 21% 나머지 기타 1%인데, 잠수를 하면 수압의 증가로 인해 질소 기체가 몸안으로 녹아들게 된다. 정상적으로 천천히 수면으로 올라온다면 질소는 다시 몸 밖으로 빠져나가지만, 잠수를 오래하여 체내에 녹아있는 질소의 양이 많은 경우에 빠른 속도로 수면 위에 올라온다면 질소가 정상적으로 빠져나가지 못하고 체내 오만구석에서 질소 기포가 만들어지는데, 이것이 체내에서 매우 고통스럽게 통증을 유발하게 된다. 고래도 감압병에 걸린다는 연구 결과가 나온 적도 있다. 심해에 사는 향유고래가 이 병에 자주 시달린다고 한다. 아무리 심해에 살더라도 고래인 이상 물 위로 올라올 수 밖에 없기 때문에 감압병에서 자유로울 수가 없다는 것. 고래의 경우는 자연 상태에서 질소 거품이 생기기는 하지만 고래들은 심해에 머무르는 시간과 수면으로 떠오르는 속도를 조절해 혈관과 조직 내의 질소 거품발생을 예방시키는 능력이 있어 치명적인 수준은 아니다. 그러나 잠수함 등에서 발사하는 초음파가 고래들로 하여금 지나치게 오랫동안 잠수하도록 만들거나 너무 급히 수면으로 떠오르게 만들어 감압병을 심화시켜 고래의 수명을 빨리 단축시킬 수 있다는 연구 결과가 발표된 적이 있다.출처 : 나무위키 - 감압병
지구과학·천문우주
Q. 남극이나 북극에는 방사선 물질이 많다던데 사실일까요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 극 주변은 태양방출 물질을 막는 지구자기장이 약하기 때문에 북극항로는 우주 방사선에 더 많이 노출된다. 북극항로를 공격적으로 이용하는 대한항공의 승무원들의 피해 사례가 조명되고 있다출처 : 나무위키 - 북극항로
화학
Q. 친환경연료들에는 어떤것들이 있을까요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 바이오연료란 식물·미생물·동물 등의 생물체(biomass, 바이오매스)나 음식물 쓰레기, 축산폐기물 등을 분해·발효하여 만든 연료로 바이오에탄올, 바이오디 젤, 바이오가스 등이 여기에 속한다. 바이오연료는 화석연료보다 이산화탄소를 적게 배출하는데, 이는 바이오연료 생산을 위해 심은 식물들이 이산화탄소를 흡수해 탄소배출 총량을 줄이기 때문이다. 탄소중립 시대! 탄소 감축 역할을 톡톡히 하고 있는 바이오연료는 이제 선택이 아닌 필수가 되어가고 있다. 바이오연료는 ‘생물자원 등을 이용해 생산하여 석유제품 대신 사용 가능한 친환경 연료'로 정의할 수 있다. 열, 전기만을 생산하는 태양광, 풍력, 태양열, 지열 등 다른 신재생에너지원과는 달리 기존 화석연료에서 생산 가능한 모든 에너지원 형태인 열, 전기, 연료를 생산할 수 있는 대체에너지원이 바이오연료이다. 대표적 인 화석연료인 석유나 석탄은 한 번 사용하면 이산화탄소를 발생시키며 없어지지만, 바이오연료는 재생성을 가져 자원의 고갈 문제가 없을 뿐만 아니라 대기 중 으로의 이산화탄소 배출량이 많지 않아 국제 사회에서 이미 지구 온난화 대처에 직접적으로 도움이 되는 최상위 신재생에너지로 인정받고 있다.출처 : 한국농어촌공사 - 지구촌 탄소중립 돕는 친환경 바이오연료
물리
Q. 마력이라는 것이 어떤 뜻인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 마력이란 단위는 18세기 말 영국 기술자였던 제임스 와트가 창안하였다. 오늘날 우리가 널리 사용하는 일률 단위인 와트는 제임스 와트의 이름에서 딴 것인데, 막상 와트 본인이 창안한 단위는 마력이었다.와트는 산업혁명 당시 중요한 노동력이자 동력원이었던 말이 단위 시간당 하는 일의 평균량을 측정해 이를 일률의 표준단위로 삼자고 제안했다. 당시 각종 산업에 와트의 발명품인 증기기관이 이용되면서 각종 증기기관이 단위 시간당 할 수 있는 일의 양을 표현할 표준 단위가 필요했기 때문이다.오늘날엔 말을 산업에 이용하는 경우가 드물지만 당시엔 오늘날 내연기관이 하는 일들은 거의 전부 말이 했을 정도로 말이 하는 일이 무수히 많았기 때문에 증기기관이 단위 시간당 할 수 있는 일을 말로 환산해 표시하면 당시 사람들이 이해하는 데 큰 도움이 되었다. 마력은 매우 실용적이며 편리한 일률 단위였기 때문에 특정 증기기관을 탄광의 물펌프에 연결하면 시간당 얼마만큼의 물을 퍼올릴 수 있는지, 특정 증기 기관차가 얼마만큼의 짐을 얼마만큼의 속도로 실어나를 수 있는지 등을 나타낼 때 유용한 표준 단위로써 20세기 초반까지도 널리 애용되었다. 당시엔 (예를 들어) “이 증기기관은 150킬로그램의 질량을 초속 1미터로 견인할 수 있다”라고 표현하는 것보다는, “이 증기기관은 말 두 마리가 동시에 끄는 만큼의 일을 할 수 있다”라 표현하는 편이 더 편리했던 것이다. 이렇게 표현하면 듣는 사람도 “그럼 우리 탄광에서 지금 말 두 마리가 돌리고 있는 펌프에 이 증기기관을 연결하면 되겠다”하고 이해할 수 있으므로. 정리하자면, 실제로 말과 증기기관을 산업 현장에서 같이 유기적으로 이용했기 때문에 증기기관의 일률을 말을 기준으로 낸 단위가 필요했던 것이다.그러나 현대 사회에서는 실생활에서 말을 노동력으로 사용하는 일이 드물기에 마력은 이제 그다지 실용적인 단위가 아니며, 내연기관이 아니면 대개 와트로 환산해 쓴다. 반면 내연기관 동력 기계, 특히 자동차는 오늘날에도 종종 마력으로 일률을 표시하는데, 오래 전부터 사용된 단위인지라 관습으로 굳어졌으며 다른 자동차들이 전부 마력으로 일률을 표시하기 때문에 다른 차들과 비교하려면 마력 단위가 가장 편리하기 때문이다.출처 : 나무위키 - 마력
전기·전자
Q. 스위치로 전기를 차단하는 것은 어떤 원리인가요
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 전기가 흐르려면 +극과 -극 전선이 연결되어야지 전기가 흐를수 있습니다. 그런데 이런 전기가 흐르기위해 필요한 전선이 끊어지면 전기가 흐리지 않는 것입니다. 그래서 스위치는 눌러서 전원을 키면 전선이 연결되면서 전기가 흐를수 있게 되는 것이고, 전원을 끄면 전선이 끊어지면서 전기가 흐리지 않는 원리입니다.
지구과학·천문우주
Q. 별똥별은 왜 떨어지는 건가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 유성체(流星體, meteoroid)은 태양계에 존재하는 바위에서 모래 정도 크기의 작은 물체들이다. 행성의 대기권에 끌려들면 유성체는 마찰열에 의해 전체, 또는 일부가 증발한다. 이러한 유성체는 달의 표면에 빠른 속도로 충돌해 분화구를 만들기도 하고 지구의 대기권으로 떨어지기도 한다. 지구의 경우, 유성체는 지구 대기에 초속 20~80 킬로미터의 속도로 진입한다. 이때 유성체는 대기와의 마찰로 인하여 매우 큰 압력에 노출되고 열을 발산하면서 밝은 빛을 낸다. 이 과정에서 유성체 물질이 증발한 기체는 이온화되어 빛나게 된다. 이런 빛을 내는 현상을 유성 또는 별똥, 별똥별이라 한다. 유성은 대기 중의 공기 저항으로 속도가 느려지게 되는데, 보통 지표면에 충돌하기 직전의 속도는 초속 60미터까지 감소되며 이를 종단속도(terminal velocity)라고 한다. 이처럼 증발하지 않고 지표면까지 도달하는 유성체의 잔해를 운석이라 한다.출처 : 위키백과 - 유성체
화학
Q. 아이스크림 튀김은 어떤 원리로 만들어지는 것인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 다른 튀김과 같이 아이스크림에 튀김옷을 입히고 튀겨낸다. 차이점이 있다면 더 고온에서 아주 빠르게 튀긴다는 점. 즉, 아이스크림이 녹기 전에 튀김옷을 익혀내는 것이다. 튀김옷에 포함된 공기의 낮은 열전도율과 함께 아이스크림도 거품 구조로 되어 있어 열전도율이 낮기 때문에 가능한 것이지만, 튀겨놓은 즉시 먹지 않으면 헬게이트를 볼 수 있다. 아이스크림이 녹기 시작하면서 튀김옷이 눅눅해지고 튀김옷이 극도로 얇아지며, 결국 아이스크림의 무게를 견디지 못하고 붕괴.출처 : 나무위키 - 아이스크림 튀김
전기·전자
Q. 스마트워치의 수면측정 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 일반적으로 많이 사용하는 워치 제품의 경우 수면을 측정할 때 '가속계'와 '광혈류측정센서' 두 가지를 사용한다. 가속계는 몸의 움직임을 측정하는 센서이고, 광혈류측정센서는 손목조직 내에 혈류의 양을 빛으로 측정하는 센서이다. 워치제품을 벗어두면 초록색 빛이 나오는 모습을 본 기억이 한 번씩 있을 것이다. 이 빛이 손목조직내부로 들어가면 일부가 반사되는데, 혈류의 변화와 함께 반사된 빛이 변화하면 센서로 이를 분석해 심박수를 측정하는 원리이다. 심박수는 수면과 깊은 관련이 있다. 각성이나 렘수면 단계에서는 심박수가 증가하고, 깊은 잠에 빠질 때면 심박수가 감소한다. 시중에 유통되는 대부분의 워치 제품들이 이를 측정해서 수면시간과 수면의 효율, 깊이·단계 등을 분석한다.출처 : 일산백병원 블로그 - 스마트워치 수면분석, 믿어도 될까?
화학
Q. 요오드을 요즘엔 아이오딘 이라 하던데요
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 지난 2005년, 산업자원부 기술표준원은 그동안 '일본어식, 독일어식'으로 써온 과학 용어 434개를 (주요 원소이름 109종, 화합물 용어 325종) 국제기준에 맞게 바꾸기로 했다고 밝혔는데요. 과학 용어 변경사항은 요오드 → 아이오딘아밀라아제 → 아밀레이스게르마늄 → 저마늄부탄 → 뷰테인메탄 → 메테인생물학 용어도 변경이 되었는데요.척추 → 등뼈간뇌 → 사이뇌신장 → 콩팥십이지장 → 샘창자포자 → 홀씨독일식 및 일본식으로 표기해오던 용어를 2005년부터 미국식으로 바꾸어 표기합니다. :)출처 : 서울교육청 - 요오드→아이오딘, 아밀라아제→아밀레이스! 바뀐 과학용어 알고 계셨나요? #화학용어 #생물학용어
생물·생명
Q. 회유성 어종이란 어떤 어종을 의미하나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 바다에 서식하는 물고기는 일정 구간을 회유하는 종과 한 장소에 정착해 살아 가는 종으로 나뉘는데 회유(回游, Fish migration)는 물고기 등이 한 서식지 에서 다른 장소로 떼를 지어 이동하는 것을 말하며 동기에 따라 산란회유, 성육 회유, 색이회유, 계절회유(적은회유), 삼투조절회유로 나뉩니다.출처 : 울산항만공사 - 연어, 고등어 등 회유성 어류 및 회유의 종류