안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 기화와 증발의 차이는 무엇이고 기화 실생활 활용 사례를 알려주세요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.증발은 액체 표면에서만 일어나는 반면, 기화는 액체의 표면과 내부에서 모두 일어납니다. 또한 증발은 온도에 따라 달라지지만, 기화는 압력에 따라 달라집니다.증발은 액체 표면의 분자들이 대기로 날아가는 과정입니다. 증발이 일어나기 위해서는 액체 표면의 분자들이 대기로 날아가는 데 필요한 에너지인 증발열이 공급되어야 합니다. 증발열은 액체의 종류에 따라 다르며, 증발열이 클수록 증발이 느리게 일어납니다.기화는 액체의 표면과 내부에서 모두 분자들이 기체로 변하는 과정입니다. 기화가 일어나기 위해서는 액체의 압력이 대기압보다 낮아야 합니다. 액체의 압력이 낮을수록 기화가 빨리 일어납니다.증발은 일상생활에서 쉽게 볼 수 있는 현상입니다. 물이 담긴 컵을 실외에 두면 물이 마르는 것을 볼 수 있습니다. 이것은 물의 표면의 분자들이 대기로 날아가서 증발하는 것입니다. 젖은 옷을 입고 있으면 옷이 마르는 것을 볼 수 있습니다. 이것은 옷의 표면과 내부의 분자들이 대기로 날아가서 증발하는 것입니다.
Q. 하늘을 날고 있는 항공기에서 모든 창문들이 떨어져 나간다면 어떻게 되나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.창문내부로 엄청난 바람이 들어와서 바람의 저항이 세져서 속도가 느려질 수 있지만 날아가는데에는 아무런 지장이 없습니다.
Q. 생수병에 뜨거운물을 부으면 하얗게 변하는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.페트병 입구에 약 90C 온도에서 살균된 채 충전이 되기 때문에 병 의 변형을 막기 위해 입구 부분을 열처리 하게 됩니다. 그 과정에서 백화되어 흰색이 되는 것입니다. 그 리고 음료를 충천하고 냉각될 때 병의 수축을 방지하 게 위해 병의 입구를 두껍게 만듭니다.
Q. '마그누스효과' 가 무엇인지 궁금합니
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.마그누스 효과는 회전하는 물체의 모양이나 방향에 따라서 그 물체 주위의 유체(공기 또는 물)가 흐름상 어떤 힘이 작용하여 그 물체 주위의 압력과 힘을 변화시키는 현상입니다.마그누스 효과는 회전하는 물체가 유체를 이동시키면서 일어나는 속도 차이로 인한 압력 차이로 설명됩니다. 공기 분자는 물체 주위를 흐르는데, 회전하는 물체의 이동 방향과 서로 다른 방향으로 움직입니다. 이 때 공기 분자는 회전하는 물체의 앞쪽에서는 빠르게 움직이고, 뒤쪽에서는 느리게 움직입니다. 이러한 속도 차이로 인해 공기 분자들은 압력이 낮아지는 방향으로 밀려나게 되는데, 이것이 마그누스 효과입니다.시계 방향으로 회전하는 공이 오른쪽으로 날아가는 경우를 생각해보자. 이때 운동하는 공과 공기의 충돌에 의해 공의 이동 방향의 반대 방향, 즉 왼쪽으로 주변 공기의 흐름이 생기게 됩니다. 또한 공이 회전하기 때문에 공의 표면에 아주 가까이 있는 공기는 공과 같은 시계 방향으로 움직입니다. 그렇게 되면 공의 위쪽에서는 공에 가까운 공기와 주변의 기류가 서로 반대 방향으로 이동합니다. 따라서 위쪽의 공기는 상대적으로 느린 속도를 갖게 됩니다. 반대로 공의 아래쪽에서는 공에 가까운 공기와 주변의 기류가 서로 같은 방향으로 이동하기 때문에 상대적으로 빠른 속도를 갖게 됩니다.
Q. 파동 이면서 입자란 얘기는 모순인가요? 이해가안가서요.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.빛은 파동이면서 동시에 입자로도 나타날 수 있습니다. 이러한 빛의 이중성을 빛의 이중성(Duality of Light)이라고 합니다.빛의 파동성은 빛이 전자기파의 형태로 퍼져나가며, 파동의 특성인 간섭, 회절 등의 현상을 나타내는 것으로 알려져있습니다. 하지만 1905년 알베프트 아인슈타인의 '광전자 이론'을 통해 빛이 입자의 형태로도 나타날 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 이 입자는 광자(Photon)라고 불리며, 전하를 갖지 않는 중성 입자입니다.이러한 이론적 배경을 바탕으로 20세기 초반 물리학자들은 빛이 파동이자 입자의 이중성을 가진다는 사실을 인식하게 되었으며, 이는 양자역학의 발전에 큰 영향을 끼치게 되었습니다. 결국, 빛은 파동이자 입자의 이중성을 가지는 것으로 인식되고 있습니다.