Q. 온도단위 화씨(F)는 어떤 기준으로 만들어졌나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.1기압 하에서 물의 어는점을 32℉ 끓는점을 212℉로 정하고 두 점 사이를 180등분한 눈금이다. 단위는 ℉를 사용한다. 1724년 독일의 물리학자 G.파렌하이트가 최초로 사용하기 시작한 온도 눈금으로, 이때부터 온도 계측이 가능하게 되었다. 파렌하이트는 먼저 세 개의 온도 고정점을 정하였다.첫번째 지점은 0℉로 얼음과 물과 염화나트륨의 혼합용액이 자연스럽게 안정되어 평형이 되는 지점이며, 두번째 지점은 32℉로 염화나트륨 없이 물과 얼음의 혼합용액의 평형상태를 이루는 지점이다. 세번째 지점은 96℉로 입과 겨드랑이를 통해 측정된 체온이다. 이렇게 세 지점을 정한 후, 세 지점이 정수가 되도록 구간을 등분하였다. 그러나 파렌하이트가 측정한 온도들이 정확하지 않았기 때문에 섭씨온도와 화씨온도의 변환식을 통해 나중에 교정되었다.온도의 눈금에 따라 섭씨온도(℃)·화씨온도(℉)·절대온도(K) 등이 있으며, 다음의 변환식을 통해 서로 변환할 수 있다. 여기서 TC는 섭씨온도, TF는 화씨온도, TK는 절대온도를 의미한다.
Q. 목소리를 변형시키는 가스는 어떤원리인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.공기보다 가볍고 비활성 기체임을 이용해 폭발하기 쉬운 수소 대신에 비행선, 풍선, 애드벌룬에 이용된다. 또, 심해 잠수부의 산소통의 질소 대체로 이용된다. 그 이유는 질소보다 헬륨이 혈액에 대한 용해도가 작아 잠수병을 예방할 수 있기 때문이다. 헬륨의 끓는점이 매우 낮은 것을 이용해 초저온 냉각제로 사용되기도 한다.헬륨은 산화흔적이 남으면 안 되는 용접을 할 때 산소의 접근을 막기 위한 용도로 헬륨 환경을 조성한다. 반도체 등의 제작을 위해 플라즈마를 생성시킬 때 플라즈마의 균일한 정착을 위해 헬륨을 적정량 사용한다.또한 목소리 변조에 사용되기도 하는데, 헬륨 가스에서는 공기 중에 비해 약 3배정도 전송 속도가 빠르기 때문에 약 10~20초정도 목소리의 음이 높아지는 현상이 발생한다. 단 많은 양을 마실 경우 질식할 수도 있으므로 주의해야 한다.