안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 그냥핫팩은 흔들면 어떤 작용이 일어나서 따뜻한것인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.핫팩은 도대체 어떻게 열을 내는 것일까? 그 원리는 바로 철의 산화열이라고 한다. 철을 녹슬게 만드는 산화가 열을 만들어 낸다는 사실이 약간 의아하긴 했지만, 핫팩의 포장 안에는 철분 60%, 소금물 30%, 활성탄 8% 정도가 섞여 있다고 한다. 밀봉되어 있을 때는 전혀 화학반응이 없다가 우리가 사용하기 위해 포장을 뜯는 순간, 포장재인 부직포의 구멍 사이로 산소가 드나들며 철과 만나 급속도로 산화하면서 열이 발생된다고 한다. 원래 철은 산화과정 자체가 느린 편이지만 소금이나 활성탄소와 같은 촉매제를 만나면 산화가 아주 빨라진다고 한다. 별거 아닌듯 보였던 핫팩 안에 과학이 숨겨져 있었다.
Q. 대구는 왜 눈이 잘 안올까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.대구의 경우 분집니다. 여름에는 마치 동이그릇같은 지형때문에 뜨거운 바람이 나가질 못하고 안에 가득 차 무척 덥고 겨울에는 찬 공기가 나가질 못해 춥습니다.대구가 눈이 안오는게 아닙니다. 오히려 여수, 제주(고층제외)거제, 부산이 더 안옵니다. 그리고 우선 남부지방에도 눈이 오려면 서쪽에서 기압골이 접근해야 되는데 약한 기압골의 경우 중부지방 호남지방에만 다 뿌리고 그냥 사라집니다. 그러나 강한 기압골은 좀처럼 나타나지 않습니다.다만, 남부지방의 따뜻한 공기와 북쪽에서 접근하는 차가운 공기가 만나면 기온차때문에 눈구름이 강하게 형성될때 간혹가다 몇십년만에 부산같은곳에 폭설이 내리기도 합니다. 이때는 대구에도 많이 내립니다.
Q. 매운게 스트레스 해소효과가 있나요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.스트레스를 받은 날마다 유독 매운 음식이 생각난다면 매운 음식에 중독된 것일 수 있다. 실제로 매운 음식은 엔도르핀을 분비해 스트레스를 완화하고 기분이 좋아지게 하는 효과가 있다.매운 맛은 미각이 아닌 혀의 통점을 자극하는 통각이다. 통각은 온도 수용체와 깊은 연관이 돼 있는데, 매운맛을 내는 캡사이신(고추), 알리신(마늘), 피페린(후추) 등은 43℃ 이상의 고온을 감지하는 수용체 TRPV1를 활성화 시킨다. 우리 몸이 매운 성분을 접하면 땀이 나고, 심장 박동이 빨라지는 이유다. 이렇게 뜨겁고 위험한 신호가 인식되면 뇌는 고통을 상쇄하기 위해 진통 효과에 쾌감도 느끼게 하는 엔도르핀을 분비한다. 하지만 매운 음식을 먹었을 때 우리 몸은 실제로 뜨거운 온도에 노출된 게 아니기 때문에 고통은 금방 사라지고 은근한 쾌감이 남게 된다.쾌감은 매운맛 중독을 유발한다. 매운 음식을 먹었을 때 엔도르핀이 나오며 느낀 쾌감을 반복적으로 학습하면, 우리 몸은 스트레스를 받았을 때 매운 음식을 찾게 된다. 또 대부분 매운 음식의 색깔인 빨간색은 진화론적으로 식욕을 돋우는 색이다. 과일, 채소 등 잘 익었을 때 보통 붉은색을 띠는 경향이 있어, 빨간색은 영양소가 가장 풍부한 상태라고 인식돼 왔기 때문이다.다만, 매운맛 중독으로 과하게 매운 음식을 섭취하는 건 건강을 해칠 수 있어 주의해야 한다. 위를 자극해 위벽이 얇아지고, 위염이나 위궤양이 발생할 수 있다. 또 안면홍조 등 피부질환이 있는 사람에게도 좋지 않다. 교감신경이 활성화되면서 혈관이 확장돼 증상이 악화될 수 있다. 이 외에도 역류성 식도염, 설사, 치질, 매운 성분이 몸에 남아 있으면 매우 고통스러운 배변활동까지 유발할 수 있다.
Q. 하수처리장은 어떤방식으로 하수처리하나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.도시에서 물을 이용한 뒤, 하수 배제는 하수관거를 매설하여 각 가정에서 집수하고 이를 하수처리장까지 배수하며, 배제방식에는 분류식과 합류식의 두가지 방식임합류식은 빗물과 가정오수를 한꺼번에 배출하는 재래식 하수관거 시스템이다. 하나의 관로로 배출시키므로 경제적이고 간단하기는 하나 관로에 이물질이 퇴적되거나 악취가 발생하며, 강우시기에는 하수처리장에서 생물학적 처리효율이 감소하는 문제가 나타날 수 있다. 강우유출수는 강우에 따라 유출되는 유량이 불균일하고 강우시에도 가정오수보다 유량변동이 커서 합류식 하수관거는 필요 이상으로 커지게 된다.강우유출수의 혼입시 토사물질이 관거에 다량 유입될 수 있으므로 빗물 처리장까지의 도중에 우수토출실을 설치한다. 강우강도가 강한 시기에 우수에 의한 유량이 오수유량의 2~3배가 되면 하수처리장에 유입된 하수 중 처리용량의 이상의 하수는 방류수역으로 by-pass 시켜 처리 없이 방류시킨다. 최근 분류식 하수도의 보급으로 by-pass되는 양이 점차 줄어들 것으로 예상되며, 수용 하천의 수질보호를 위하여 by-pass되는 하수도 1차 처리를 거쳐 방류하도록 개선해 나가고 있다.
Q. 전기차는 어떻게 엔진의 가동을 일으키나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.전기차는 화석 연료를 전혀 사용하지 않고 고전압 배터리와 모터가 자동차 구동의 주된 동력원입니다. 엔진이 없어 대기오염물질과 온실가스를 배출하지 않는 차세대 이동수단인 전기차의 내부 구조와 작동원리에 대해 알아보겠습니다. 화석연료를 사용하는 내연기관은 연료(가솔린, 디젤)를 엔진 내에서 4 행정(흡입, 압축, 폭발, 배기)을 통해 운동에너지를 발생시키고 엔진에서 발생된 힘은 동력 전달장치(클러치-변속기-추진축-종감속 장치 및 차동기어장치-차축-구동바퀴)를 통해 구동바퀴에 전달되고 자동차는 움직이게 됩니다. 이러한 내연기관과 달리 전기차는 엔진과 연료가 없으며 배터리를 충전하여 모터를 가동해 구동하게 됩니다. 전기차의 작동 원리는 배터리에 저장된 전기에너지를 전기모터로 공급하여 구동력을 발생시킵니다. 여기에 필요한 부품 및 동력 구조는 구동모터, 감속기, 배터리, 온보드차저, 통합 전력제어장치가 있습니다.