안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
지구과학·천문우주
Q. 하이퍼루프의 과학적 원리가 궁금해요.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.2013년, 일론 머스크(Elon Musk)는 테슬라 모터스 블로그를 통해 ‘하이퍼루프’(Hyperloop)에 대한 50페이지가량의 아이디어를 공개했다. 미국 서부 도시를 연결하는 새로운 콘셉트(concept)의 이동수단이었다. 일론 머스크가 아이디어를 공개한 이후, 많은 업체가 하이퍼루프 개발에 도전하고 나섰다.하이퍼루프는 전기자동차 제조업체인 테슬라 모터스와 민간 우주업체 스페이스X의 CEO인 일론 머스크가 고안한 차세대 이동수단이다. 열차처럼 생기긴 했지만, 실제 작동 방식은 기존 열차와 많이 다르다. 하이퍼루프는 기본적으로 진공 튜브에서 차량을 이동시키는 형태의 운송수단이다. ‘이동’보다는 ‘쏘아 보낸다’는 표현이 더 적절하다.하이퍼루프 여객 운송 캡슐 개념 디자인 렌더링 하이퍼루프는 자기장을 이용해 추진력을 얻고, 바닥으로 공기를 분사해 마찰력을 줄인다. 여기에 필요한 전력은 튜브의 외벽을 감싼 태양광 패널로 얻는다.최고 속도는 시속 1,280km를 달릴 수 있는 수준이다. 물론 구간에 따라 속도가 변하겠지만, 서울-부산 사이를 15분에 달릴 수 있는 수준이다. 미국 서부 샌프란시스코에서 로스앤젤레스 구간을 불과 30분 안에 주파할 수 있다. 기존 열차는 물론, 항공기보다도 빠르다.
화학
Q. 최근 날씨가 갑자기 추워지는것은 어떠한 원리로 추워지게되고 다시 풀려지는 원리인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.바람이 부느냐에 따라서 추위가 나타나고 사그라듭니다. 북서쪽에서 시베리아 기단으로부터 차가운 바람이 불면 추워지고, 남동쪽에서 북태평양의 따듯한 바람이 불면 더워집니다.
화학공학
Q. 모기가 물렸을때 바르는 물파스는 어떤 화학적 성분인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.물파스는 단순히 파스의 역할 외에도 여름철이면 모기같은 벌레물린 곳에 바르는 데 쓰이기도 하는데, 물파스의 진통효과가 벌레 물린 곳에도 효과가 있기 때문에 가려움을 완화해주는 것이다.하지만 모기를 비롯한 벌레에 물렸을 때 간지러운 것은 벌레가 피를 빨면서 혈액이 굳고 인간이 눈치채는 것을 막기 위해 히스타민을 주입하기 때문인데, 물파스에는 벌레 물린데 쓰는 전용 제품과는 달리 항히스타민제가 들어있지 않기 때문에 가려움을 줄여주는 효과가 전용 제품들에 비해 떨어지고, 그렇기 때문에 벌레 물린 곳에는 전용 제품을 쓰는 것이 가려움을 더 줄여줄수 있다.물론 물파스가 벌레물린 곳에 효과가 없는건 아니고, 손톱으로 십자 상처를 내고 침으로 바르는 등의 민간요법보다 확실히 안전하기 때문에 물파스를 벌레 물린 곳에 바르면 나쁜 것은 아니다. 감기에 걸렸을 때 감기약이 아니라 진통제만 먹어도 효과가 있는것처럼 일단 도움은 되기 때문이다. 그리고 대부분의 양호실, 보건실 등에 물파스는 꼭 있기 때문에 벌레 물렸을 때 찾기 편하기도 하다.
화학
Q. 쌀을 씻어서 냉장고에 넣었다가 밥을 하면 밥맛이 좋다는데,과학적으로 근거가 있는 얘기일까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.쌀을 불리는 이유는 물에 불리면서 쌀 안에 수분이 충분하게 촉촉하게 하기 위함 입니다. 이렇게 쌀을 불려서 지은 밥은 윤기가 흐르고 탄력 있게 밥알이 씹히게 됩니다. 더욱 맛있어지는 것이죠. 더불어 설익는 경우도 방지하실 수가 있습니다. 쌀에 물기가 충분히 들어가서 불려지면 쌀 안에 까지 확실하게 익혀지기 때문입니다. 다만 최종적으로 물을 넣고 밥을 지으실 때 물을 조금 덜 넣으셔야 합니다. 물에 불려졌기 때문에 생각보다 밥이 질어질 수 있기 때문입니다. 평소에 하시는 물 양보다 조금 덜 넣으시길 추천드립니다. 정리하자면 쌀을 불리면 밥에 윤기가 흐르고, 쌀 안까지 잘 익으며, 탄력있는 밥을 지을 수 있기 때문입니다. 즉, 더 좋은 밥맛을 내기 위해서 하는 것입니다. 그래서 꼭 쌀을 불려서 밥을 지어야만 된다고 생각하지 않으셔도 됩니다. 불리지 않고 밥을 지으셔도 충분히 맛있는 밥을 지을 수 있기 때문에 쌀을 불리는 것은 필수적인 내용이 아닙니다.
전기·전자
Q. 빛은 어떤 원리로 발생되나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.발광 순서 (빛의 발생 원리)1) 전자는 원자핵의 가장 가까운 주변을 돈다. 매우 안정적이다. (바닥상태)2) 여기에 전기 또는 열을 가한다.3) 전자가 에너지를 받아 원자핵에서 가장 멀리 떨어진다. (들뜬상태)4) 전자는 다시 안정적인 원래상태로 돌아오면서 빛을 발생한다. (바닥상태)
화학
Q. 어제뉴스보니 일가족 캠핑서 일산화탄소중독 이렇게나오던데 얼만큼위험한가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.일산화탄소는 탄소성분이 불완전 연소 시 발생하는 유독성 가스로, 산업공정의 연소, 주방 및 담배연기 등에서 발생가능합니다. 신체 내 산소운반 기능을 저하시켜 치명적일 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 피라미드의 내부 구조와 방사선 모양의 복도는 어떤 과학적인 원리를 기반으로 설계되었을까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.대피라미드의 단면도. 1번은 공식 입구, 2번은 관광객들이 드나드는 도굴꾼들이 파낸 입구, 3, 4번은 정식 입구에서 들어와 내려가는 하강 통로, 5번은 지하 방, 6번은 올라가는 상승 통로, 7번은 왕비의 방과 환기구, 8번은 수평 통로, 9번은 대회랑, 10번은 왕의 방과 환기구, 11번은 석제 환기구. 단 11번 통로의 용도에 대해서는 현재도 말이 많은데, 대회랑을 돌로 막은 후 인부들이 내려갔을 통로라는 설부터 단순히 부실공사로 인한 틈이라는 설까지 다양하다.대피라미드는 암석 총 230만 개로 이루어졌다. 개중 석회암이 550만 톤, 화강암[9]이 8천 톤, 회반죽 50만 톤이 사용되었다고 한다. 대피라미드는 지어진 직후에는 백색 석회암으로 외장재를 덮어놓아 굉장히 아름다운 모습이었다. 피라미드를 이루는 돌들 사이사이에는 회반죽을 발라 고정했고, 겉면을 사포나 모래 등으로 문질러 윤이 나게 만들었다. 피라미드의 맨 꼭대기에는 '피라미디온'이라는 캡스톤을 얹어 마감했다.[10] 대피라미드의 피라미디온은 이미 그 상징성 혹은 금붙이 때문에 기원전에 사라진 것으로 추정된다.[11]게다가 시간이 흐르며 사람들이 건물을 짓거나 자재를 보충하기 위해 이미 손질이 한 차례 끝난 피라미드에서 석재를 골라 빼가면서 현재의 거친 모습으로 변해버렸다. 1303년에는 크레타 섬 인근에서 일어난 대지진으로 피라미드 외벽 상당수가 떨어져 나갔고, 맘루크 왕조의 역대 술탄들이 카이로를 지으려 피라미드 외벽의 석재들을 끝없이 빼갔다. 대피라미드 중심부에 위치한 방. 피라미드 내부의 3개의 방들 중 가장 위쪽에 있으며, 크기는 10.5m x 5.2m에 높이는 5.8m이다. 천장을 포함해[12] 모조리 거대한 화강암 암석들로 만들어졌으며 위쪽에는 하중을 받치기 위해 층층이 쌓인 화강암들이 막대한 압력을 분산시키고 있다. 다만 그럼에도 불구하고 워낙에 큰 압력을 몇 천년에 걸쳐 지탱하고 있다보니 지붕의 화강암들 모두에 2.5cm에서 5cm 정도의 금이 쩍쩍 갈라졌다. 석실의 벽에는 제4왕조의 전통에 따라 그 어떠한 상형문자나 장식도 새가지 않았고, 벽을 이루는 암석의 뒷쪽은 손질되지 않았다. 실제 왕의 방인지는 알 수 없고 임의로 붙여진 명칭이다. 석실의 북쪽과 남쪽 벽에 용도를 알 수 없는 얕은 구멍이 1개씩 나있는데, 이를 '환기구'라 부른다. 남쪽 환기구는 대략 45도 각도로 외부까지 통한다. 현재는 습기 제거를 위해 이 구멍 둘 다에 환기기구를 설치했다.
지구과학·천문우주
Q. 목동안양 천변을 걷다 보면 천변 양쪽에 하늘에 기구같 은것이
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.밥하늘에 수많은 별들이 있습니다. 그 중에 일부는 인공위성들이 빛나는 것입니다. 깜박이는 별빛이 있다면 인공위성일 가눙성이 많습니다.
지구과학·천문우주
Q. 바다 수온이 1도가 올라가면 어떤 현상이 일어날까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.수산과학원에 따르면 이달 말 기준 우리나라 바다 수온은 남부지방 연안과 연근해를 중심으로 평년 수온과 비교하면 1도 정도 높다.고수온 시기에는 사육수 중 용존산소 농도가 낮아져 양식어류가 각종 질병에 노출되기 쉽다.고수온으로 면역력이 떨어지면 양식어류 체내에 잠복하고 있던 병원체 활성이 증가해 질병이 발생할 수 있고 전염이 빠르게 진행될 수 있다.사육 중인 양식생물의 몸 빛깔이 검게 변하는 등 질병 징후가 나타나면 즉시 수산질병관리원 등 전문가 진료를 받고 처방에 따라야 한다.
토목공학
Q. 건물에 결로 현상이 생기는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.표면 결로와 내부 결로가 있다. 표면결로는 벽과 배관, 유리면의 표면온도가 낮아지고 표면 부근의 공기 온도가 결로 온도 이하로 되면 발생하는 이슬맺힘 현상을 말한다. 표면이 결로수에 의하여 습기를 머금고 때나 곰팡이가 발생하는 경우도 있다. 발생원인은 외부온도 와 실내온도의 차이가 클 경우, 내부습도가 상당히 높을 경우 등. 방지대책은 실내온도를 일정하게 유지할 것. 빨래 등 습기있는 물건을 실내에 널지 말것. 건조한 공기를 자주 환기 시킬 것 등이다.실내 습도가 높으면서 실내외 기온차가 클 경우 실내 온도에 비해 내벽 온도가 낮아 내벽에 결로 현상이 생기기 쉽다. 이 문제는 특히나 온돌 난방을 사용하는 한국 주거 방식의 주적인데, 추운 겨울을 나는 동안 온돌로 바닥 난방을 하고 주택 전체의 온기를 올려서 난방을 하는 데다 집안에서 주방일, 화장실 등 물을 쓰는 공간이 많으면 많을수록 집안 내 습기가 벽면에 달라붙어 결로를 일으키고 이 때문에 벽면에 곰팡이는 물론 여러 부작용이 발생한다. 서양식 목구조 건물에서 벽난로를 쓰는 건 이 결로를 막는 데 아주 좋은 대안이나 한국에서는 그렇게 설계하면 내부화재에 매우 취약해지기 때문에 방법이 없다.단열재 시공을 잘 하면 결로 현상은 줄어드는데, 부실시공의 경우엔 그렇지 않기 때문에 결로현상이 반복되다가 곰팡이가 만개하기 쉽다. 결로가 잘 생기는 공간이 베란다, 대피실, 실외기실이 대표적이다. 이러한 이유로 곰팡이가 생긴 건축물은 구조적 문제이기 때문에 곰팡이를 제거하더라도 시간이 지나면 다시 생기며, 완전히 없앨 방법이 없다. 신축 건축물은 콘크리트 안에 약간의 수분을 머금고 있어 수분이 수증기가 되어 결로현상이 생기는 경우도 있다.결로 현상은 공기 중의 수증기가 더 낮은 온도의 벽면이나 창 등의 면에 닿아 온도차로 인해 표면에 이슬로 맺히는 현상을 말합니다. 즉, 건물 안팎의 온도차가 심하게 발생하고 창문이나 외벽이 차가워지면서 따뜻한 공기가 맞닿아 결로 현상이 나타나는 것입니다. 습한 날 유리창이나 찬 음료가 담긴 컵의 표면에 물방울이 맺히는 것과 같은 원리입니다.내부 결로를 방치하면 건축물의 부식 뿐 아니라 곰팡이까지 발생하고, 발생한 곰팡이는 알레르기성 피부염, 호흡기 질환 등을 유발할 수 있습니다. 주기적인 환기와 실내 습도 조절, 적정 온도 유지는 결로 방지에 도움됩니다. 따라서 온도차와 습기를 잡아주어 결로를 막는 것이 중요합니다. 이를 목적으로 하는 것이 단열 시공입니다.