안녕하세요 원형석 전문가입니다. 최선을 다해 답변드리니
Q. 나이가 들어갈수록 시간이 빨리가는것처럼 느껴지는게 뇌과학과 관련이 있다던데 혹시 관련된 이론이나 가설들이 있을까요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.어릴 때는 하루하루의 변화가 많고 새로운 것들이 무궁무진하죠. 그렇다보니 하루하루가 다르고 기억에 남는 것들이 많습니다. 하지만 나이를 먹어가면, 학교생활도 그렇고 비슷비슷하고 일상이 반복되면서 시간이 빨리 간다는 개념보다 시간이 조금 지나고 나면 '내가 뭐했지?' 하면서 세월이 더 빨리 지나가버린 듯한 느낌을 받게 된다고 합니다. 시간을 상대적으로 느리게 가게 하고 싶다면 다양한 시도와 경험을 꾸준히 하고 공부도 하고 자기계발을 하면 좋죠.
Q. 물은 0도에서 어는데 왜 바닷물은 얼지 않나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.바다나 강이나 다같이 물로 되어 있습니다. 순수한 물이 얼고 녹는 온도는 0도 C 입니다. 그런데 바닷물에는 소금기가 들어있고, 그 소금기가 들어 있으면 물(소금물)이 어는 온도가 약간 내려갑니다. 즉 3.5%의 소금을 포함한 바닷물의 빙점, 즉 바닷물이 어는 온도는 -1.91℃ 입니다. 보통의 물인 강물이 어는 온도보다 약 2°가량 낮은 온도에서 어는 것입니다.(이것을 소금물의 빙점강하 또는 융점강하라 부른다). 따라서 추운 겨울날 바깥기온이 영하 10℃라던가 영하 15℃쯤으로 내려가면 강물뿐만 아니라 바닷물도 얼것이 예상됩니다.그런데도 누구나 다 아는 것처럼 우리나라에서는 아무리 추운 날에도 바닷물은 절대로 얼지 않습니다. 강물이 꽁꽁 얼어붙은 날에도 말입니다. 왜 그럴까요?1. 물의 비중은 4℃때 가장 무겁습니다.이것을 알려면 먼저 호숫가나 강가의 물이 어떻게 어는가를 먼저 살펴볼 필요가 있습니다.강물이 어는 것을 살펴보면 강물은 반드시 위로부터 얼지 밑바닥에서부터는 절대 얼지 않습니다. 이것은 물론 호수의 경우에도 마찬가지입니다. 왜 그럴까요?그것은 물의 특성 때문입니다. 즉, 물은 4℃때 (정확하게는 3.98℃때) 가장 무겁습니다(비중 또는 밀도가 가장 크다고 한다). 쉽게 말해 물의 무게는 4℃보다 3℃, 3℃보다 2℃, 2℃보다 1℃, 1℃보다 9℃ 등 4℃(3.98℃)와 이하에서는 온도가 낮아질수록 가벼워집니다. 한편 4℃(3.98℃)이상에서는 6℃보다 5℃, 5℃보다 4℃, 4℃보다 3.98℃때 등 동도가 낮아질수록 물의 무게는 무거워집니다. 바로 이 점에 호숫가의 물이 수면 윗쪽부터 얼게 되는 비밀이 들어 있습니다.즉 그 이유는 이렇습니다. 어느 겨울날 밤 바깥 기온이 갑자기 낮아져서 영하의 온도인 -10℃가 되었다 합시다. 그러면 호수표면에 있던 물의 온도는 바깥공기 때문에 그 온도가 내려갑니다. 가령 호숫가의 온도가 주간에 8℃였다면 이 호숫가의 표면의 온도는 8℃에서 7℃로, 7℃에서 6℃, 6℃에서 5℃, 5℃에서 4℃로 내려갑니다.그런데 온도가 6℃에서 5℃로 내려가면 5℃의 물은 6℃ 때보다 무거우므로 5℃로 온도가 떨어진 물은 곧 호수밑으로 가라앉습니다. 그대신 호수 밑에 있던 6℃이상의 가벼운 물이 위로 올라옵니다. 따라서 호수 전체의 물의 온도가 6℃가 될 때까지 이런 대류현상은 계속됩니다.호수전체의 물의 온도가 모두 5℃가 되면 이번에는 호수표면에 있던 물의 온도가 다시 4℃로 떨어집니다. 4℃의 물은 5℃의 물보다 무거우므로 밑으로 가라앉고 그 대신 호수 밑에 있던 5℃ 이상의 물이 위로 올라 옵니다. 호수의 물은 이런 대류과정을 되풀이 하는 결과 6℃→5℃→4℃→3.98℃로 냉각이 됩니다.
Q. 바닷물에 수온이 높아진 원인은 무엇인가요.
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.●수온 상승의 근본적인 원인은 지구 온난화입니다. 급격한 수온 상승이 나타나는 가장 큰 이유는 장기간 지속되는 더위(폭염)로 인한 대기온도의 상승과 일사량이 증가했기 때문입니다.또한, 우리나라의 경우 따뜻한 해류인 ‘쿠로시오 난류’와 ‘대마 난류’의 세력 강화, 중국 등 주변 국가들의 산업화로 인한 기후변화가 영향을 주며 우리나라가 최근 몇 년간 직접적인 태풍의 영향을 적게 받아 해수면 아래 찬 바닷물이 표층의 따뜻한 바닷물에 섞이지 않은 것도 원인으로 꼽히고 있습니다.이렇게 우리 한반도를 둘러싼 바다 수온이 지속적으로 상승할 것으로 보며, 폭염도 매년 더 심각해질 가능성이 있어서 바다의 어종 변화, 어획량 감소, 양식장 집단 폐사 등이 계속 나타날 것으로 봅니다.
Q. 프라이팬에 기름을 두르고 요리를 하면 음식이 타지않게되는 과학적 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.팬의 온도가 많이 오르지 않은 상태에서 기름을 두르면 기름이 팬에 잘 퍼지지 않습니다.팬이 가열되지 않은 상태에서 가운데 기름을 두르고 팬에 열을 가하면 일정한 온도에 이르면서가운데 모여 있던 기름이 저절로 퍼지는 현상이 생깁니다.일반적으로 표면장력 현상 때문에 기름을 그릇의 평면에 뿌려두면 표면의 끝부분이 둥글게 오므라드는 현상이 생기는데 표면장력은 온도가 올라갈 수록 약해져서 끝부분이 펼쳐지면서 저절로 퍼지게 된다고 하네요.
Q. 껌이 물에 닿으면 딱딱해지는 원인은 무엇인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.물이 입안과 껌의 온도보다 낮기 때문에 , 껌이 일시적으로 딱딱해진것이 랍니다.일시적으로 껌이 얼었다라고 생각할 수 있는 거죠 , 물대신 얼음을 먹어도 껌이 딱딱해지고 ,뜨거운 커피나 물을 마시면 껌이 흐물흐물 해지는 것도 그와 같은 원리죠