안녕하세요 신광현 전문가입니다. 물리학을 전공했습니다.
토목공학
Q. 얼어붙은 도로에 염화칼슘을 뿌리는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.염화칼슘을 제설제로 사용하는 이유는 제습력이 뛰어나서 입니다. 그리고 또 열을 내뿜는 때문입니다. 쉽게 말하면 제습력으로 인해 얼음을 녹이고 열을 내뿜는 특성에 녹은 물이 다시 얼지 않게 합니다. 그래서 제설제로 사용합니다. 다만 단점이 있다면 철을 부식시키는 효과가 있어서 주의해야됩니다.
화학
Q. 물을 섭씨 100도 아래에서 끓일 수 있는 방법이 있나요?
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.끊는 점은 압력관계와 크게 관련이 있습니다. 1기압이 끊는점은 100도. 여기서 기압이 낮아질수록 끊는점은 낮아집니다. 물이 끊는다는 것은 물의 결합이 끊어져 기체로 되는 것을 말합니다. 기압이 낮아지면 물의 결합도 약해져서 1기압보다 작은 에너지로도 끊게 됩니다. 즉 100도보다 낮은 온도에 물을 끊이고 싶다면 기압을 낮추면 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 낮에는 해가 보이고 밤에는 별과 달이 보이는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.간단한 이유입니다. 바로 햇빛이 매우 강하기 때문입니다. 그래서 낮에도 금성이 보이지만 잘 보이지 않습니다. 별도 마찬가지입니다. 예전에 드라마에서 한 과학자에게 낮에 왜 하늘을 보고 있어서 다른 사람이 왜 하늘을 보고 있냐고 물어보는데 낮에도 별은 있다 강렬한 햇빛에 가려져 보이지 않을 뿐이다. 본질은 그대로다라고 했던 말이 떠오르네요. 낮과 밤이 있는 이유는 지구가 자전해서이고 또 밤에 달을 볼 수 있는 이유는 햇빛을 달이 반사하기 때문입니다. 달은 자체 발광 할 수 없는 물체입니다. 그래서 강력한 햇빛을 반사해서 그 빛을 지구로 보냅니다. 그래서 달이 밤에 보이게 됩니다.
생물·생명
Q. 조개가 진주를 만들어 낼 수 있는 이유?
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.조개는 껍데기를 만드는데 탄산칼슘과 약간의 단백질을 이용합니다. 진주 역시 탄산칼슘으로 이루어져있기 때문에 대부분의 조개는 진주를 만들 수 있습니다. 다만 모양과 색깔이 중요하며 자연산 조개의 진주만이 가치가 뛰어나기에 효용성이 높지 대부분의 진주는 가치가 없다고 볼 수 있습니다. 진주를 만드는 과정은 우리 몸에 비교하면 눈물과 이물질이 만나 눈곱을 만드는 것과 비슷하고 코물과 이물질을 만나는 것과 비슷합니다. 즉 외부의 기생충 자극이나 이물질이 자극이 발생하면 자신을 보호하기 위해 껍데기를 만들 때 사용하는 탄산칼슘을 이용해서 진주를 만듭니다. 하지만 크기 생깔 희귀성에 따라 가격이 달라지므로 모든 진주는 보석이라고 할 수 없습니다. 진주는 일종의 자신을 보호하다가 만들어진 부산물입니다.
전기·전자
Q. 스텔스 전투기는 어떻게 레이더에 안잡히나요 ??
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.레이더는 전파를 내보낸 뒤 돌아온 전파를 이용해서 물체를 감지합니다. 그래서 레이더가 쏜 전파를 피하는 것은 불가능합니다. 다만 스텔스기는 레이더가 보낸 전파를 흡수하거나 전반사(레이더 방향으로 가지 못하고 다른 방향으로 보냄) 그래서 전파가 레이더로 돌아가지 못하게 합니다. 그래서 요즘은 스텔스기가 발생하는 전파를 찾아 3차원으로 구성하는 레이더를 만들었습니다. 3대역의 전파 연동하여 스텔스기를 찾는 방법도 연구 중입니다.
전기·전자
Q. 무선이어폰의 노이즈 캔슬링은 어떤 원리인가요?
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.노이즈캔슬링은 2가지 방법이 있습니다.한가지는 PNC 패시브 노이즈 캔슬링즉 쉽게 말하면 헤드폰이나 이어폰으로 아예 귀로 들어오는 소리는 막는 방법이죠.그리고 많는 사람이 생각하는 노이즈 캔슬링이 바로ANC인데 액티브 노이즈 캔슬링이라고 합니다. 소닉에서 처음에 보여준거라 생각하지만 군용에서 사용하던 기술로 파동의 간섭효과를 이용해서 만든 기술입니다.두 파동이 겹쳤을 때 보강과 상쇄효과가 나타나는데 상쇄효과를 이용합니다. 들어오는 주파수의 반대주파수를 발생시켜 상쇄효과를 일으켜 귀의 소음을 차단합니다. 규칙적이고 반복적인 소리 에어컨소음이나 냉장고 소리등 그런 소리를 잘 축소합니다.
물리
Q. 맞불작전으로 불을 끄는 원리가 궁금해요
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.불이 나기 위해서는 3가지 조건이 필요합니다. 발화점 이상의 온도 , 산소 , 연료. 이 세가지 조건 중 하나만 빠져도 불이 나지 않습니다. 즉 맞불 작전은 이 3요소 중 연료를 차단하는 방법입니다. 불이 더 번질만한 장소에 미리 불을 질러 더 이상 연료를 제공하지 않아서 알아서 꺼지게 맞는 작전입니다. 여기서 가장 중요한 전제 조건은 화재난 곳의 불과 맞불작전한 불이 서로 붙어야 합니다. 불이 나면 상승기류가 생겨 공기가 화재가 난쪽으로 불기때문에 맞불작전을 시행하면 맞불작전에 이용한 불은 공기를 따라 화재방향 쪽으로 움직이게 됩니다. 만약 어떤 다른 돌발상황이 발생해서 맞불작전했던 불이 화재방향으로 안간다면 최악의 방향으로 가는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 국내선 항공기의 평균 고도는 얼마나 될까요?
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다. 많은 사람들이 비행기가 성층권에 다닌다고 생각하십니다. 그것이 맞기는 합니다. 성층권은 대류현상이 없어 공기에 대한 저항이 적습니다. 다만 성층권까지 올라가는데 힘들기때문에 또 효율성이 없기 때문에국내선의 경우 FL220 ~ FL280 (22,000ft ~ 28,000ft) 까지의 고도를 사용하며,국제선의 경우 FL260 ~ FL390 (26,000ft ~ 39,000ft) 까지 사용합니다. 또 공기가 적어지면 양력이 부족해지고 그만큼 엔진을 이용해야되는데 그만큼 효율이 떨어진다는 뜻입니다. 즉 성층권을 무조건 이용한다고 생각하는 것은 거짓말입니다.
지구과학·천문우주
Q. 얼음이 물에뜰때 왜 전부 거의 잠기나요??
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.얼음이 물에 뜨는 이유는 밀도때문입니다.밀도는 질량/부피인데 얼음이 물 위에 뜨는 이유는 물이 부피가 더 크기 때문입니다. 그런데 물보다 올음의 부피가 약간 크기 때문에 얼음이 물의에 살짝 뜨는 것입니다. 부피가 커지는 이유는 물이 얼음으로 변할 때 특이한 결합을 하는데 그것이 수소결합입니다. 견고하고 강력한 결합이므로 물보다 부피가 커집니다.
토목공학
Q. 우리나라 바다도 언적이 있나요?
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.우리는 5대양이라고 인도양 태평양 대서양 북극 남극을 가지고 있습니다. 거기서 북극 남극도 엄연한 바다이며 러시아 쪽은 바다가 잘 얼고 있습니다. 러시아가 과거에 블라디보스톡에 집착했던 이유도 얼지 않는 항구 부동항을 얻기 위해서 였습니다. 불순물이 많을 수록 염분이 높을수록 오는점이 낮아져 잘 얼지 않지만 러시아 쪽은 상상을 초월한 날씨에 사람 사는 곳이 한정적이기에 더욱이 그렇습니다. 나만 우리나라 같은 경우는 블라디보스톡보다 훨씬 밑이므로 살얼음 정도 얼었다는 보고 그리고 한강이 얼었다는 보고가 있었을 정도지 우리나라 바다는 얼었다는 소리를 들어 본적이 없습니다.