Q. 제습기와 에어컨의 원리는 같나요? 다른가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.에어컨; 냉방기가 옳은말입니다. 에어컨디셔너라는 영어는 냉방만을 뜻하는 말이 원래 아닙니다. 냉방: 더운 공기의 열에너지를 빼앗아서, 시원하게 하는 것을 말하지요. 여러가지 원리가 있지만, 우리가 흔히 쓰는 '전기 냉방기',즉 '에어콘'은 '냉매'라고 부르는 보통상태에서 기체인 물질을 이용합니다. 암모니아라는 독성이 있는 기체가 처음에 쓰였고, '후레온'이라고 부르는 합성물질이 만들어져서 쓰였읍니다. 이 냉매는 대개 조금 '압축' 하면, 뜨거워지고, 이 때 열을 식혀 주면, 쉽게 액체가 됩니다. 이 액체를 다시 낮은 압력으로 '뿜어'주면, 원래상태인 기체로 돌아가면서 차가워지는 겁니다. 모든 기체는 압축하면 뜨거워집니다. 많이 압축하여 많이 뜨거워지면, 바람이나 물로 식힐수가 있겠지요.이것을 원래대로 '풀어주면, 즉, '압력을 낮춰주면' 차갑게 식는 것은 당연할겁니다. 원래 가지고 있던 열에너지를 뜨거워졌을 때, 빼앗겼으니까요. 이런 원리는 사실 꼭 냉매가 아니어도 가능한 일입니다. 그래서 공기를 그대로 사용하여 냉방을 할수도 있읍니다. 아주 많이 압축하여서 뜨겁게 되면, 식혀서 다시 압력을 낮추면 차가워지니까요.이러한 공기냉방기도 실제로 있었던 것입니다. 그럼 왜 공기가 아닌 어떤 종류의 기체, 즉 '냉매'를 쓸까요? 액체와 기체 사이를 쉽게 오간다면, '기화열'이라고 하는 많은 열을 이용할수가 있기 때문입니다.액체로 만들려면, 많은 열을 빼앗아야 합니다. 기체가 액체가 되는데 필요한 빼앗을 열의 양을 '액화열'이라고 하는데, '기화열'과 같은 것으로, 거꾸로 기체가 되기 위해서는 같은 양의 열을 줘야 합니다. 냉매들은 약간 압축하면 뜨거워지고, 이를 식히면 많은 열을 빼앗겼을 때, 액체가 됩니다.이 액체는 압력이 낮은 곳으로 '뿜어'지고, 여기서 영하의 차가운 기체가 되는것입니다.실제로는 에어컨의 경우, 그렇게 낮은 압력으로 뿜지는 않으며, 영상3도정도의 기체가 되도록 합니다.작은 기계와 전기에너지로 되도록 많은 냉기를 만들어 내기 위해서 그렇게 합니다 제습기의 원리: 공기는 온도가 높을 때, 보다 많은 수증기를 포함하고 있을수가 있읍니다.수증기의 양을 '습도'라고 표현합니다. 습도에는 2가지가 있는데, 상대습도, 절대습도입니다. 상대습도는 어떤 온도에서 공기가 품을수 있는 수증기의 양을 100으로 하고, 실제 수증기의 양의 비율을 나타낸 것입니다. 따라서, 상대습도로는 실제 수증기의 양이 공기안에 얼마 있는지를 알기는 어렵지요. 실제 공기안의 수증기의 양은 '절대습도'라고 합니다. 온도에 따라서 변하지 않지요. 온도가 높으면, 공기가 포함할수 있는 수증기의 양이 늘어납니다. 같은 절대습도에서 상대습도가 내려가는겁니다. 더운 공기에서 빨래가 잘 마르는 이유입니다. 온도가 내려가면, 상대습도가 높아지고, 얼마이상 내려가면, 수증기가 100 % 를 넘게 될것입니다.100%가 되는 점을 '이슬점'이라고 하고, 그 보다 온도가 내려가면, 공기안의 수증기는 물방울이 됩니다.차가운 공기가 더운 공기를 만나서 안개나 구름을 만드는 원리이지요. 제습기는 공기의 온도를 내려서 상대습도를 높여, 이슬점이하로 온도를 낮추면, 이슬이 맺히는 원리로 공기중의 절대습도를 낮추는 것입니다. 이슬로 맺힌 물방울은 모여서, 밖으로 빠지게 되어 있읍니다. 차가워진 공기는 절대습도가 낮아진 뒤, 다른 쪽에서 다시 빼앗겼던 열을 되받아서 상대습도를 낮추게 됩니다. 작은 바람개비로 공기를 순환시키면서 절대습도 낮추기= 상대습도 낮추기가 계속되는 것이지요.
Q. 지구의 중력은 어떻게 생기는 것인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.질량이 있는 물체는 모두 중력을 가지고 있습니다. 질문자님이 아시는 모든 물건들은 다 중력을 가지고 있지요. 물론 지구처럼 엄청나게 거대하고 무거운 물건이 아니라면 중력을 느낄 수 없습니다. 매우 약하기 때문이지요. 즉 다른 행성들도 모두 중력을 가지고 있습니다. 위에 어떤 분이 달이 중력이 없다고 하시는데 아니고요, 달도 중력이 있습니다. 중력이 있는 이유는 아직 모릅니다. 제일 뛰어난 과학자들도 말이죠, 우주 탄생순간부터 이유는 모르지만 질량과 질량사이에는 서로 당기는 힘이 작용했지요, 그로인해 은하가 만들어지고 행성이 만들어지고 할 수 있는 것이죠. 중력은 흙속이나 어디 있는 것이 아니라 눈에 보이지 않으면서 우리를 잡아당기고 있는 힘입니다. 질문자님이 지구에서 우주로 안날아가고 지구에 붙어있을 수 있는 것이 바로 중력때문이지요. 그리고 지구 쪽으로 갈수록 바다만 보인다는 말은 무슨말인지 잘이해를 못하겠네요, 육지를 향해 다가간다면 육지가 보일것이고 바다를 향해 다가간다면 바다가 보일것인데; 그리고 대기는 다른행성에도 있습니다. 수성같은 행성은 태양과 너무 가까워서 뜨겁기때문에 대기가 다 날아가버렸죠, 그런 특이한 경우가 아니면 다 대기를 가지고 있습니다. 지구의 위성 달에는 대기가 없는데, 달은 중력이 약하기 때문에 대기를 잡을 힘이 없어서 그렇구요 지구에 대기가 있는 이유는, 대기 역시 작지만 질량이 있기 때문에 지구에 잡혀있는 것입니다. 따라서 행성이 적당히 무거워서 대기를 잡을 힘만 있으면 어느행성이든 대기는 존재하고요 대기가 있는 이유는 원래 우주에 퍼져있었지만 질문자님이 얘기하셨듯이 먼지들이 모여서 점점더 합쳐지고 무거워지면서 중력도 강해졌고, 대기역시 그쪽으로 빨려들어간 거죠.
Q. 지능 수준이 깨 높은 동물들 중, 고래는 어느정도 인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.현 돌고래들의 무리지능은 상당히 높아서돌고래의 자아를 준 인격체, 돌고래의 무리를 동물적인 무리가 아닌 준 부족사회라고 불리기도 한다. 돌고래와 범고래의 지능은 어느정도로 발달되어있을까?어느정도의 수준이길래 부족이나 인격체라는 단어가 오갈까? 1. 남을 모방할줄 아는 지능 돌고래는 남을 모방할줄 아는 동물이다.이는 개과의 동물들도 마찬가지이지만돌고래는 더 고차원적인 전통이란 개념의 모방을 구사하는 동물이다. 고래를 바다표범과 함께 큰 수조에 넣어 길렀더니 바다표범의 잠자는 자세, 다양한 수영법, 심지어 섹스행동까지도 흉내냈다고 한다. 또 잠수부가 해조류를 제거하러 들어갔을 때는 잠수부 흉내까지 그대로 냈다. 돌고래는 잠수부가 산소 호흡기로 호흡할 때 밸브에서 나는 소리를 내기도 하고, 이때 부글부글 생기는 거품과 비슷한 거품도 내뿜는 것이었다. 또 다른 한 마리는 잠수부가 기계로 수조의 물을 휘저어 해조류를 제거하는 모습을 관찰한 다음,그 기계를 직접 조종하여 해조류를 충분히 흐트러지게 해서 그것을 먹기도 했다. -월간 조선 2008년 8월호- 2. 언어가 존재한다 돌고래와 범고래는 언어적 지능이 풍부한 동물이다.각종 사물을 지칭하는 단어가 존재하며.지방마다 방언, 외국어가 존재하기도 한다.이를 통역해주는 통역사 돌고래가 있다. 이를 구전으로 전하여, 전통과 문화를 창출하기도 한다. 실제로 돌고래에게 명령을 내릴때 청각장애인의 수화를 사용하기도 한다. 청백돌고래의 대뇌 피질과 신피질이 매우 커서 “인지 능력을 판단하는 해부학적 비율이 인간의 뇌 다음”이라고 전했다.돌고래들의 고지능은 오래전부터 알려져 있었으나 3세 아동의 지능 수준까지 달하는 침팬지가 돌고래보다 더 영리하다고 믿어왔다. 그러나 새로운 조사에서 돌고래 중 특히 청백돌고래종이 침팬지보다 실제 더 영리하다고 밝혀졌다. -마리노 교수- 3. 이타적 지능과 동정심을 가지고 있다. 돌고래는 자신의 동족이 아닌 아예 다른 존재를 돕기도 한다.이타적인 도움은 인간이 유일하다고 여겨져 왔으나최근 인간들을 이유없이 돕는 돌고래가 출현하면서이 학설에 대한 대대적인 수정이 가해졌다는건은유명한 사실이다. 돌고래는 상처를 입고 죽어가는 동료를 구출하기도 한다.무리 가운데 한 마리가 사고를 당하면 다른 돌고래들이 떼를 지어 모여들어 상처 입은 돌고래가 계속 숨을 쉴 수 있도록 물 위로 들어올리곤 한다. 돌고래들의 동료 간 협동행동은 돌고래만의 특징은 아니다. 다른 동물군에서 얼마든지 찾아볼 수 있다. 그러나 죽어가는 동료를 구해주는 행동은 마치 인간사회에서나 볼 수 있는 행동으로 아직 다른 동물에서 발견되지 않았다.게다가 자신의 種(종)이 아닌 다른 종을 구하는 행동은 인간사회에서도 볼 수 없는 일이기에 우리는 놀라지 않을 수 없다. 바로 돌고래가 사람을 구해준 사실이 알려지면서 이 돌고래의 정체가 더욱 궁금해진다. -미국 동물행동학회-돌고래의 이타적 행동 http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20130206601005위험에 빠진 새끼 바다표범을 돕는 돌고래의 모습이 카메라에 포착돼 감동을 주고 있다.캐나다의 한 다큐멘터리 제작사가 포착한 이 장면은 체력이 고갈돼 뭍으로 떠내려가는 새끼 바다표범에게 길을 인도해주는 돌고래 가족의 모습을 담고 있다. 4. 이해관계에 따라서 집단을 새로 결성하는 지능이 있다. 인간을 제외한 동물들은 본능에 의하여 자신의 무리에만 집착하는 경향이 있지만.암컷을 유괴하는 유괴단 돌고래의 발견으로돌고래들은 이해관계가 맞아떨어지면 언제든지 협력하는 집단창조 지능이 있는것으로 확인되었다. 성숙한 수컷 병코 돌고래는 두세 마리가 함께 다니며 아주 가까운 연합관계를 유지하는데,이들이 왜 그렇게 서로 뭉쳐 다니는지 그 이유를 밝혀냈다. 암컷 돌고래가 발정기에 들어서면 수컷 무리는 암컷을 소속된 집단으로부터 며칠 동안 유괴한다. 수컷 한 마리는 암컷 가까이에서, 다른 수컷은 좀 떨어져서 이들과 함께 헤엄을 친다.암컷은 때때로 탈출을 시도하며 물속으로 쏜살같이 사라져 버리는데, 수컷들은 도망가는 암컷을 쫓아가 꼬리로 때리거나 물어뜯고, 몸을 부딪치는 등 폭력을 휘두른다. -리처드 코너 박사- 5. 미래라는 개념을 이해할줄 아는 인간외 유일한 동물이다. 돌고래는 미래라는 개념을 이해할줄 안다.이는 인간외에는 발견된적 없는 개념으로써대뇌피질과 신피질이 매우 발달된 돌고래의 지능은 상당한 수준에 이르렀다고 한다. 청백돌고래들은 뚜렷한 성격을 갖고 자아의식이 강하며 미래에 대한 사고능력을 지니고 있다. 또한 다른 돌고래들의 행동을 새로 체득하는 ‘문화적’인 동물이라는 평가를 받고 있다. -한국경제 2010년 4월자-http://www.hankyung.com/news/app/newsview.php?aid=201001045319g&sid=10&nid=280&type=8 6. 도덕과 체면, 그리고 자아를 가지고 있다. 돌고래를 바다속 준인간으로 만들어주는 결정적인 지능이다.돌고래는 자신이 누구인지 알며, 자신과 타존재를 구분할줄 아는 동물이다.자아라는 개념은 지구상에 상당히 희귀한 개념으로써 바닷속에서 원시적이더라도 기초적인 정의를 내리는 동물은 거의 돌고래류밖에 없다고 한다.자신을 인식하기 때문에 도덕도 이해할수 있으며, 체면이란 개념이 존재하는 동물이다. “과학연구에 의하면 도덕적 이해력을 갖는 돌고래는 ‘비인간 인격’이다” -로스앤젤레스 로욜라 매리마운트 대학 윤리학과 교수- 7. 문화적 교류를 시도할줄 아는 동물. 외계인과 소통하려는 인간을 본적 있는가?수단과 방법을 가리지 않고 외계인과 소통하려고 하는 인간의 모습과흡사한 동물이 있다면 돌고래일것이다.인간에게 접근하며 서로의 교류를 원하는 동물은 돌고래 외에는 거의 없다. 인간을 두려워하면서도, 호기심을 가지고 계속 접근하는 행동은일반적인 지능으로 설명되기 어려울것이다. 요약 : 돌고래는 모방, 언어, 요약, 문화, 전통이 존재함[