안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 차가운 음료를 컵에 넣으면 물이 맺히는 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.차가운 유리컵 표면에 물방울이 생기는 이유는 공기 중의 수증기가 차가운 유리컵 표면에 닿으면서 응결되기 때문입니다. 공기 중에는 수증기가 미세하게 포함되어 있죠. 이 수증기는 보통 기체 상태로 존재하지만, 차가운 유리컵 표면에 닿으면 유리컵의 온도가 수증기의 이슬점보다 낮기 때문에 액체 상태인 물로 변하게 됩니다. 이렇게 변한 물이 물컵 표면에 맺히면서 우리 눈에 보이는 물방울이 형성되는 것입니다.
Q. 중력과 물속에 부력의 관계가 어떻게 되나요??
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.물속의 물체는 서로 반대 방향으로 작용하는 두 가지 힘을 받는다. 지구중심 방향으로 잡아당기는 중력과 물 표면으로 밀어 올리는 부력이 바로 그것이다. 부력이란 물 분자들 사이에 헤집고 들어오는 물체를 밀쳐내는 저항력과 같다. 중력이 부력보다 크면 물체는 가라앉고, 반대로 부력이 중력보다 크면 물체는 떠오른다. 만약 부력과 중력의 크기가 같아지면 물체는 위아래 방향으로 움직이지 않는다.한 물체에 미치는 중력의 크기는 일정하지만, 부력의 크기는 물체가 물에 잠긴 정도에 따라 변한다. 다시 말해서 물이 잠긴 부분이 늘어날수록 부력이 점점 커지는 것이다. 나무토막을 물 위에 놓았을 때를 생각해 보자. 나무토막이 물 표면에 막 닿을 때에는 아직 물에 잠긴 부분이 없으므로 부력은 없다. 따라서 나무토막은 중력에 의해 물속으로 잠겨 들어가기 시작한다. 그런데 나무토막이 물에 잠겨 들어가면 그 순간부터 나무토막이 받는 부력도 늘어나기 시작한다. 그러다가 부력이 중력과 크기가 같은 곳까지 잠기게 되면 더 이상 위아래 어느 쪽으로도 움직이지 않고 평형을 유지하게 된다. 크기가 같고 방향이 반대이므로 두 힘이 평형을 이룬 것이다.
Q. 공룡이 멸종된 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.공룡들의 엄청난 식성으로 인해 먹이사슬이 깨져 멸망했다는 설도 있다. 처음에 소나무 등의 겉씨식물을 섭취하던 초식공룡이 지나치게 번성해 나중에는 속씨식물까지 마구 뜯어먹게 됨에 따라 식물이 사라져 공룡이 멸종하게 됐다는 설명이다.또 중생대 말에 늘어난 포유류 동물들이 공룡 알을 먹이로 삼아 멸망하게 됐다는 ‘알 도난설’과 중생대 말에 나타난 새로운 종류의 식물 중에 알칼로이드라는 유독물이 포함돼 있어서 공룡이 멸망했다는 ‘알칼로이드 중독설’, 중성미자가 공룡의 유전자에 손상을 주어 암이 발생해 멸종했다는 ‘암 발생설’ 등도 주장되고 있다.한편 공룡의 멸종이 외적이며 물리적인 사건 때문이 아니라 자연스런 생명의 패턴이라고 보는 이들도 있다. 최초의 생명이 태어난 이래 지구상에는 약 500억 종의 생명체가 탄생했는데 그 중 99.9%가 멸종한 것을 감안할 때 멸종은 우발적인 사건이 아니라 생명의 보편적인 패턴이라고 보는 시각이다.또 어떤 이들은 운석이 지구와 충돌하기 이전부터 이미 공룡은 쇠퇴기를 걷고 있었으며, 운석 충돌의 충격으로 연속적인 화산 분출이 시작되는 등의 복합적인 원인으로 공룡이 멸종됐다고 설명한다.그럼에도 풀리지 않는 의혹들이 있다. 그 당시 공룡을 포함한 수많은 종들이 멸종됐음에도 악어와 새, 바다거북 등이 무사히 살아남았던 이유는 과연 무엇일까. 어떤 가설도 공룡의 멸종에 관한 수수께끼를 완벽하게 충족시켜주지 못하는 상황에서 캐나다 앨버타대 연구팀의 이번 연구결과는 초식공룡이 대멸종 이후 70만년까지 어떻게 살아남았을까 하는 새로운 의혹을 추가시켰다.하지만 공룡의 멸망은 남은 종에게 축복을 안겨주었다. 지난해 말 뉴멕시코대를 비롯한 국제연구팀이 각 대륙에 서식했던 주요 육지 포유동물들의 크기를 비교 조사한 결과, 모든 대륙의 포유동물들의 크기가 공룡 멸종 이후 약 1천배 이상 커진 것을 밝혀냈다. 포유동물들이 공룡과 같이 살았을 때는 최대 10㎏까지 성장하는 데 그쳤지만, 공룡이 사라진 이후에는 최대 17톤까지 성장한 것. 대표적인 동물이 3천400만년 전 유라시아에서 서식했던 ‘인드리코테리움 트란소우랄리쿰’이다. 코뿔소를 닮은 이 초식동물은 어깨높이 5.5미터, 체중 약 17톤까지 성장했다. 이런 축복이 우리 인간을 탄생시키는 원동력이었을지도 모를 일이다.
Q. 강화 유리는 일반 유리와 성분이 어떻게 다르길래 강도가 더 강한가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.고열에 의한 특수 열처리로 기계적 강도를 향상시킨 특수유리로 일반 유리에 비해 강도가 3~5배이다. 성형 유리판을 약 600℃로 열압, 공기를 뿜어 급냉시켜서 만든다. 깨지더라도 조각이 모나지 않게 콩알 모양으로 부수어 진다. 가공이 불가능하므로 제작전에 나사구멍, 절단 등의 작업을 하여야 한다. 건축용ㆍ산업용으로 많이 쓰인다. 「강철유리」 (鋼鐵, steel glass)라고도 하며, 또한 가공 조작상「 급냉유리」라고도 함. 인장강도: 2,000㎏/㎠ 정도(보통유리는 600㎏/㎠), 경도: 7정도, 휨강도: 보통유리의 20배 정도. 일반유리와 외관은 같고, 내충격ㆍ내압강도ㆍ휨성이 크고, 내열성도 우수(200℃에서 깨지지 않음)ㆍ급격한 온도에도 견디며 파편에 의한 부상이 거의 없이 안전성이 있음. 두께 5~12㎜, 12㎜짜리는 절단 불가이므로 열처리 전에 소요치수로 절단을 요함.
Q. 지구 내부의 핵은 어떻게 마그마(액체형태) 형태로 존재할수 있는건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.내핵 그리고 외핵은 고온이다 보니 외핵 주변의 돌과 광물을 녹여버릴 수 있습니다. 그렇다보니 마그마 같는 액체로 변해서 핵 주변을 감싸고 있습니다. 그것이 바로 맨틀입니다. 맨틀의 마그마가 분출되는 것이 화산이며 용암입니다.