안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
생물·생명
Q. 공기를 정화하는 식물은 떠한 원리로 정화작용을 하는 건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.공기정화의 원리식물은 광합성, 증산작용, 토양 내 미생물과의 상호작용을 통하여 실내오염물질을 제거한다. 잎에 흡수된 오염물질은 식물의 대사산물로 이용되어 일부는 제거되고 일부는 뿌리로 이동하여 토양미생물의 영양원으로 활용된다. 포름알데히드의 경우, 잎의 기공을 통하여 식물에 흡수된 후 포름산, 이산화탄소로 차례로 전환되고, 광합성 과정을 거쳐 광합성의 대사 산물로 이용되면서 그 독성이 제거된다.식물의 증산작용에 의하여 엽맥의 수분이 감소하게 되면 부압(대기압보다 낮은 압력)이 발생하여 줄기와 뿌리의 물을 끌어올리게 되고 이에 따라 뿌리에서도 부압이 발생한다. 이 부압에 의하여 공기중의 오염물질이 토양에 흡착되고 미생물에 의해 제거된다. 따라서 실내 공기정화를 위해서는 식물의 뿌리 부분과 공기가 원활하게 접촉할 수 있게 해 주는 것이 도움이 된다. 또한 잎의 증산작용을 통하여 실내의 온·습도가 조절되며 산소, 향 등의 방출물질에 의하여 실내 환경이 쾌적해진다. 이러한 공기정화는 광량이 많아 광합성속도가 빠를수록 잘 이루어지며 오염물질을 많이 처리할수록 미생물이 많아져 효율이 좋아진다.공기정화식물은 흡수유해물질, 배출 물질, 재배 방법에 따라 나눌 수 있다.제거하는 흡수유해물질에 따른 분류는 제거할 수 있는 유해물질의 종류와 제거하는 정도의 차이에 따라 크게 포름알데히드 제거식물, 벤젠이나 톨루엔 또는 크실렌과 같은 휘발성유기화합물(VOC) 제거식물, 암모니아 제거식물, 일산화탄소 제거식물 등으로 나뉜다.대나무야자, 골든포토스, 홍콩야자, 거베라, 고비, 부처손 등은 포름알데히드 제거 효과가 뛰어나다. 관음죽과 국화는 암모니아 흡수 능력이 좋다. 스파티필름은 알코올·아세톤·벤젠·포름알데히드 등의 휘발성유기화합물 제거 및 습도조절 능력이 있으며 관음죽, 파키라는 이산화탄소 제거에 좋다. 안스리움, 골든포토스 등은 일산화탄소 제거능력이 우수하다. 이 외에 사무기기에서 나오는 화학물질을 없애 주는 알로카시아, 가정용품에서 나오는 화학물질을 흡수하는 아이비 등도 있다. 산세비에리아, 선인장과 같은 다육식물은 낮에는 기공을 닫고 수분 손실을 줄이며 밤에 기공을 열어 이산화탄소를 흡수한다. 이와 같은 다양한 화학물질 이외에도 2.5㎛ 미만의 미세먼지 역시 잎 표면의 털 등에 흡착되어 기공으로 흡수하여 제거되기도 한다.향기, 피톤치드, 수분 등의 배출량이 좋을수록 우수한 공기정화식물로 분류된다. 율마 등은 식물이 병원균·해충·곰팡이에 저항하려고 내뿜거나 분비하는 물질인 피톤치드(Phytoncide)를 발생시키는데 이는 실내 부유세균의 수를 감소시키는 살균 효과 뿐 아니라 방충, 탈취 및 스트레스 감소 효과도 나타나는 것으로 알려져 있다. 아레카야자(황야자)는 증산작용 능력이 매우 뛰어나 실내 습도 조절에 좋다.
지구과학·천문우주
Q. 태양의 이동속도는 어느 정도인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.총알의 속도가 대략....초속 400m지구의 자전속도 초속 480m태양 공전속도 초속 29.8km태양의 은하계 공전속도 초속 230km은하계의 우주배경복사에 대한 속도 초속 600km
전기·전자
Q. 온도의 측정원리는 무엇인지 궁금해요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.일상에서 가장 흔하게 쓰이는 온도계는 액체의 열팽창을 이용한 것이다. 보다 정확하게 온도를 잴 수 있는 것은 액체 수은을 이용한 것인데, 수은의 독성으로 인해 이제 거의 쓰이지 않으며, 주로 붉은색 염료를 넣은 알코올을 이용한 온도계가 일상에서 널리 쓰인다. 이외에도, 이상 기체의 상태방정식을 이용한 일정 부피 기체온도계, 일정 압력 기체온도계도 있다. 또한 흑체복사의 원리를 이용해 온도를 측정하는 장치도 널리 쓰이고 있다.열팽창을 이용한 온도계에 이용할 물질은 1) 수축과 팽창이 가능한 짧은 시간에 일어냐야 하며, 2) 수축과 팽창과정이 가역적이어야 하고, 3) 수축과 팽창이 온도변화에 따라 거의 균일해야 한다. 특히, 만약 수축과 팽창과정이 가역적이지 않다면, 외부의 온도가 정해져있더라도, 온도가 올라갈때의 온도계의 눈금과 온도가 내려갈때의 온도계의 눈금이 달라질 수 있어서, 온도계에 이용할 물질로는 적합하지 않다. 수축과 팽창이 균일해야 한다는 것도 중요하다. 예를 들어, 온도계의 눈금을 물의 끓는점과 물의 어는점을 이용했다고 가정해보자. 100 도와 0 도로 두 눈금을 표시하고, 두 눈금 사이를 100 개의 눈금으로 균일하게 나눈 온도계를 고려해보자. 만약 물질 A와 물질 B를 각각 이용한 두 온도계에서 위의 과정에 따라 눈금을 매겼다면, 0 도와 100 도에서는 두 온도계의 눈금은 일치할 것이다. 하지만, 물질 A와 물질 B의 온도에 따른 부피 팽창이 균일하지 않다면, 0 도와 100 도 사이의 제 3의 온도에서는 두 온도계가 가리키는 눈금이 다를 것이다. 바로 이런 이유로, 어떤 물질을 이용했는 지에 따라, 온도계를 이용해 측정할 수 있는 온도의 범위가 달라지게 된다.
화학
Q. 혈액의 색은 왜 붉은색 일까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.혈구의 크기와 개수 비교• 크기: 백혈구>적혈구>혈소판• 개수: 적혈구>혈소판>백혈구→ 적혈구가 가장 많기 때문에 혈액이 붉은색으로 보인다.
지구과학·천문우주
Q. 인플레이션 이론이 해결한 빅뱅 이론의 문제점들은 무엇이었나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.인플레이션 이론(급팽창 우주론) 최초의 인플레이션 우주론은 미국의 물리학자 '앨런 구스'에 의해 1980년에 등장햇습니다.인플레이션 이론은빅뱅 직후 얼마 지나지 않은 시점에서 우주가 급격히 팽창했다는 이론으로, 기존에 빅뱅 우주론에서 설명할 수 없던 한계드을 해결할 수 있었습니다.인플레이션 이론을 설명하는 그림인플레이션 이론을 설명하는 그림은 위와 같은데요?급팽창이 일어나기 전에는 '우주의 크기'가 '우주의 지평선' 보다 작았고요.급팽창이 일어난 뒤에는 '우주의 크기'가 '우주의 지평선' 보다 크다고 가정했습니다.이런 급팽창이 빅뱅 직후에 있다고 가정하자 빅뱅우주론이 갖고 있던 3가지 문제는 해결되게 됩니다.1. 우주의 평탄성 문제 해결우주가 전체적으로 곡률을 갖고 있어도, 우주 생성 초기에 급격히 팽창해서 공간의 크기가 극도로 커지게 되면관측되는 우주의 영역을 평탄하게 보일 수 밖에 없습니다. 이런식의 설명으로 평탄성 문제를 해결 하죠.2. 우주의 지평선 문제 해결빅뱅 직후에 우주가 급팽창했고, 급팽창이 일어나기 이전에 가까이 있던 두 영역은 서로 정보를 교환할 수 있다고 주장함으로써 지평선 문제를 해결합니다.3. 자기 홀극 문제 해결빅뱅 직후 우주가 급격히 팽창했기 때문에 자기 홀극의 밀도가 현재 인류가 관측가능한량보다 희박해졌다는 주장으로 자기 홀극 문제를 해결합니다.
지구과학·천문우주
Q. 쓰나미의 전조증상 중 하나인 물고기떼의 출현은 왜 일어나나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.1. 해수면 감소 (Receding Water): 가장 두드러진 쓰나미 전조현상 중 하나는 바 다나 호수의 수면이 갑자기 감소하는 것 입니다. 이 현상은 해변 또는 호수 지역 에서 자주 관찰됩니다. 바다물이 빠져나 가면서 노출된 바닷바닥이나 호수 바닥 을 볼 수 있습니다. 이런 현상은 쓰나미 파도가 다가오기 전에 물이 편넓한 지역 에서 빠져나가는 것이며, 대피 시간을 제 공합니다.2. 음산 (Roaring Noise): 쓰나미 파도가해안으로 다가올 때 파도의 진동으로 인 해 음산이 들릴 수 있습니다. 이 음산은 파도가 접근하고 있음을 나타낼 수 있습 니다.3. 해변 및 해안의 이상한 행동: 쓰나미 전조 시 해안에 사는 동물들이 이상한 행동 을 할 수 있습니다. 물고기가 해안으로 헤엄치거나 바다 조류가 변하는 것을 관 찰할 수 있습니다. 또한 해안에 서있는 사람들도 파도 접근을 알려주는 징후로 불안해하거나 허둥대기 시작할 수 있습 니다.4. 물결의 이상한 패턴: 쓰나미 파도가 다가 올 때, 물결 패턴이 이상하게 보일 수 있 습니다. 예를 들어, 파도가 다가올 때 [ 짧고 더 자주 발생하는 물결이 나타날 수 있습니다/
지구과학·천문우주
Q. 밀물 썰물의 원리가 달 때문이라는데
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.지구와 달이 태양 주위를 같이 돌고 달은 약 1km/s의 속도로 한 달에 한 번씩 지구의 주위를 돌면서 지구의 바닷물을 하루에 두 번씩 올렸다 내렸다 한다.그래서 지구의 바닷물은 항상 움직이는데 이것을 조석(潮汐)이라고 한다. 물이 들어올 때, 즉 외해에서 내해로 들어오면 만수위가 되고 그 물이 다시 외해로 빠져나가면 저수위가 되어 갯벌이 보인다.이러한 현상을 일으키는 주인공이 달이며 구체적으로는 지구 · 태양 · 달 사이의 인력 작용 때문이다.이렇게 바닷물을 올리고 내리는 힘을 기조력(起潮力)이라 하는데 달과 태양 및 기타 천체에 의해 일어난다.지구와 가장 가까이 있는 달의 영향이 가장 크며 다음으로 태양이 영향을 미친다. 태양은 덩치는 크지만 지구에서 너무 멀리 떨어져 있기 때문에 그 영향력이 달의 기조력에는 못 미친다.밀물과 썰물은 매일 52분씩 늦어진다. 지구가 스스로 한 바퀴 돌아 제자리에 왔을 때 달은 아직 제자리에 도달하지 않았기 때문이다.이것은 둘 간의 공전주기가 다르기 때문인데 지구는 1시간에 15°를 돌고 달은 약 13°(360°÷27.3)만큼 움직이기 때문이다. 그래서 매일 52분(60÷15°×13)씩 늦춰지는 것이다.태양과 달, 지구가 일직선으로 배열되는 때에는 바닷물이 많이 밀려오는데 이때를 대조(大潮, spring tides, 사리)라고 한다.반대로 지구와 달이 직각을 이루는 위치에 오면 태양의 인력 때문에 달의 기조력이 약해지므로 바닷물이 적게 밀려온다.
지구과학·천문우주
Q. 정말 궁금한게 오우무아무아라는 천체는 과연 뭘까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.인류의 관측 이래 최초로 태양계 내에서 확인된 성간 천체로, 성간 천체라는 말은, 태양계 내부에서 순환하는 것이 아니라 태양계 바깥의 외계에서 유입되어 온 것이란 의미이다. 기존의 혜성이나 소행성 등은 모두 태양계 내부를 공전하는 천체이지만, 오우무아무아의 경우는 그 존재가 태양계 바깥에서 날아들어온 것으로 확인되었다. 사실 지금도 양성자나 빛, 감마선, 우주선 같은 것들은 태양계 외부에서 잘만 유입되긴 하지만, 이만한 돌덩이(혹은 얼음)가 날아들어온 것으로 관측된 것은 처음이다. 지구의 과학자들이 발견한 시점 이전에 태양에 매우 가까이 접근했다. 일반적으로 성간 천체들의 접근 빈도를 고려했을 때 이는 상당히 가까이 접근한 편이다.첫 발견 당시에는 혜성으로 판단되어서 C/2017 U1이라는 명칭이 붙었으나 혜성 코마의 흔적이 없었기 때문에 소행성으로 재분류되었으며 명칭도 A/2017 U1이 되었다. 이것은 혜성에서 소행성으로 재분류된 세계 최초의 사례이다.이후 태양계 내의 천체가 아닌 성간 천체였음이 재확인된 이후에는 상술한 바와 같이 이름까지 붙어 1I/ʻOumuamua로 지칭하게 되었다. 1은 처음으로 발견되었다는 의미, I는 성간 천체를 분류하는 기호다.[13] ʻOumuamua(오우무아무아)는 하와이어 ʻOu와 mua를 2개 연결해서 만든 이름으로 의미는 먼 곳에서 찾아온 메신저라는 의미다. 초기에는 아서 C. 클라크의 소설 라마와의 랑데부에서 따온 '라마'라는 이름이 제안되기도 했다.
화학
Q. 바다에 염기성화가 일어난다면 무슨일이 일어나나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.짭짤한 맛까지요! 바닷물은 소금이 녹아 있기 때문에 약간의 염기성을 띠고 있어요~ 그런데 이런 염기성을 띠던 바다가 갈수록 산성화가 되어 가면서 바다생물들이 살아가기가 어렵게 되고 있어요. 바다와 바다생물들을 모두 위협하는 산성화, 과연 무엇일까요?초등학교 과학 시간에 산성과 염기성에 대해 알아보셨을 거예요. 레몬처럼 산성에 가까운 것들은 숫자가 낮고, 반대인 염기성은 숫자가 높았던 것 다들 기억하시나요? 바다는 평균 7.8~8.2 정도로 약간의 염기성을 띠고 있어요. 이러한 염기성을 띠던 바다가 왜 산성화가 될까요? 물속에 이산화탄소의 양이 증가하면 수소와 결합하여 산성화가 되는데요. 이산화탄소는 화산 폭발이나 화석 연료를 태울 때 많이 발생하고, 육지의 자연이 파괴되면서 광합성을 하는 식물이 줄어들면 또 증가합니다. 이렇게 증가한 이산화탄소가 바다에 지속해서 대량 녹아들게 되면 산성화가 빠르게 진행됩니다. 지난 2014년 일본 기상청의 바다 산성화 분석 결과 1990년 8.109였던 pH 지수가 2013년에는 8.068로 무려 0.41이나 낮아졌는데요. 산성화가 빨라지고 있다는 사실을 입증하는 결과입니다.
화학공학
Q. 유리병안에 성냥을 넣고 계란을 얹으면 계란이 빨려드가는 이유가뭔가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.성냥에 불을 붙여 유리병 안쪽에 넣으면 유리병 안쪽에서 성냥불이 탈 때 유리병 안쪽의 산소가 성냥불의 연소(타는 것)에 사용한다. 결과적으로 유리병 안쪽의 산 소가 없어지게 되고 바깥 보다 공기의 압 력이 낮아지게 된다. 즉, 달걀을 사이에 두 고 바깥 쪽은 기압이 높고 유리병 안쪽은 기압이 낮아지게 되어 이러한 압력차로 인 해 바깥 쪽에서 안쪽으로 누르는 힘이 작 용하고 달걀이 음료수 병 안쪽으로 들어가 게 된다.