Q. 헨드폰의 무선 충전 방식은 유선 충전 방식에 비하여 효율이 얼마나 되는지 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.유선 충전에 비해서 충전 속도가 느리다는 단점이 있고, 발열이 있다는 단점이 있지만 어차피 사용하지 않을 때 놔둘 때 충전되는 것이기에 전혀 문제가 없다.그리고 바로 이 부분이 무선 충전의 약점이 된다.1. 발열무선 충전의 발열은 필수적으로 생기는 요소이며, 고속 무선 충전으로 이어지면 이 발열은 더 심해진다.대부분의 무선 충전기, 혹은 두 대 이상 동시 무선 충전기 같은 경우는 작은 컴퓨터도 아닌데도 작은 팬까지 설치되기까지 한다.게다가 발열이 심하면 충전 속도를 낮추는 방법까지 사용을 하는데 이렇게 되면 충전 속도까지 늦어지게 된다.보기엔 이쁘지만 유선 충전의 대체제로 사용할 수 없다.애플에서 새롭게 된, 아이폰 12 시리즈부터 호환이 되는 맥세이프 같은 경우에는 처음 나왔을 때 정말 유용하다고 생각했다.단순히 자석이 있어서 땠다 붙였다 쉽게 할 수 있다 같은 것이 아니라 게임을 할 때 유용하다고 생각했다.2. 충전 효율충전 속도도 유선 충전에 비해 느린 무선 충전이지만 충전 효율도 감안을 해야 하는 부분이다.일반적으로 집에서 충전할 때야 상관 없는 이야기지만 보조배터리를 이용해서 충전을 할 때는 그만큼 증발되는 전력들이 많다.충전이라는 게 선과 선끼리 연결 되면 그냥 통째로 연결 될 것 같지만, 보조배터리의 셀은 3.7V이기 때문에 일반적으로 사용되는 5V로 충전하기 위해 승압이 필요하고, 이 승압 과정에서 배터리의 전력이 일부 손실된다.무선 충전의 경우는, 무선 충전 자체로 손실이 상당히 되는데 평소에는 느끼지 못했던 맥세이프 보조배터리를 사용할 때 정말 심각하게 느낀다.
Q. 왜 뜨거운 물은 차가운 물보다 빨리 어는지 알고 싶어요!
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.비교적 뜨거운 액체'가 '비교적 차가운 액체'보다 더 빨리 고체로 상전이하는 현상을 의미한다. 상식적으로 이해하기 힘들고 그만큼 드물지만 엄연히 관측되는 현상이며, 동시에 현재까지 정확한 원인이 밝혀지지 않은 물리학의 난제 중 하나이다.당연히 모든 상황과 조건에서 뜨거운 액체가 더 빨리 어는 것은 아니며 대부분의 경우는 차가운 액체가 빠르게 언다. 그릇 모양이나 불순물의 유무 등 각종 변수에 따라서 이 효과가 명백히 관측될 수도, 또는 미미하여 관측되지 않을 수도 있다. 덕분에 실험을 하더라도 효과를 재현하기가 일단 쉽지 않은 것도 하나의 난점인데, 일단 《뉴 사이언티스트》에 따르면 섭씨 35도와 5도의 물을 각각 비교할 때 효과가 극대화된다는 모양. 또한 음펨바 효과를 엄밀하게 정의하려면 "언다"라는 것이 정확히 무엇인지 짚는 것부터 선행되어야 한다("언다"에 대한 학설 제시). 이를테면 섭씨 0도에 도달한 순간인지(어는점 도달설), 얼음 결정이 만들어지는 순간인지(결정 생성 시작설), 아니면 액체인 물이 완전히 고체가 되는 순간인지(결정 생성 완료설) 등 "언다"라는 단어로 일컬을 수 있는 모든 경우의 수(→학설)를 모조리 짚어낸 다음 각 경우의 수별로 하나하나 논리적으로 짚어나갈 필요가 있다(=법률적 사고방식). 재현이 쉽지않다는 점 때문에 음펨바 효과를 부정하는 학자도 많다.
Q. 구름이 잘 만들어지는 조건이 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.하늘을 가만히 올려다보세요. 하늘에 떠 있는 구름이 보이나요? 구름을 보면서 구름이 어떻게 만들어지는지 생각해 본 적 있나요?구름은 수증기가 높은 하늘에서 응결하여 작은 물방울 상태로 떠 있는 것이에요. 응결이란 수증기가 한데 엉겨 작은 물방울이 되는 현상을 말해요.구름이 만들어지려면 물이 증발하여 생긴 수증기가 하늘로 높이 올라가야 해요. 바다, 호수, 강, 습기가 많은 땅, 식물 등에서 수증기가 증발하지요.수증기를 포함한 공기 덩어리가 하늘 높이 올라가면 주변 공기의 기압이 낮아지고 공기 덩어리가 점점 팽창해요.이 공기덩어리를 팽창시키는데 에너지를 소비하여 공기덩어리의 온도가 낮아지면, 수증기가 한데 엉겨 물방울로 변해요. 이렇게 만들어진 물방울이 모여서 이루어진 덩어리가 바로 구름이에요.수증기가 물방울로 바뀌는 현상, 즉 응결이 시작되는 온도를 ‘이슬점’이라고 해요. 그러나 수증기만 모여서는 응결 현상이 일어날 수 없어요.아주 작은 먼지나 그을음 같은 알갱이들이 수증기를 끌어당겨 물방울이 될 수 있게 도와주어야 해요. 이것을 ‘응결핵’이라고 하지요.그런데 물방울로 이루어진 구름은 어떻게 땅으로 떨어지지 않고 하늘에 둥둥 떠 있을 수 있을까요? 그것은 구름을 이루는 알갱이의 크기가 매우 작고 가볍기 때문이에요.