안녕하세요 원형석 전문가입니다. 최선을 다해 답변드리니
Q. 천문학에서 말하는 '천문 단위'는 무엇을 의미할까요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.지구와 태양 사이의 거리를 1천문단위(AU)라고 합니다. 그냥 천문단위 또는 AU라고 읽으면 됩니다.
Q. 식물의 광합성 과정에서 일어나는 기본적인 화학 반응은 무엇인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.광합성은 녹조류, 식물, 일부 미생물 등에서 일어나는 화학적인 프로세스로, 태양 에너지를 사용하여 이산화탄소와 물을 광에너지를 이용하여 포도당과 산소로 전환하는 과정입니다. 광합성의 화학반응식은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다:6 CO2 + 6 H2O + 광에너지 → C6H12O6 + 6 O2이 반응식에서, 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)가 광에너지를 흡수하여 포도당(C6H12O6)과 산소(O2)로 전환됩니다. 이 과정은 녹조류와 식물이 태양 에너지를 이용하여 자신의 에너지 공급과 생물학적인 물질 생산을 위해 수행하는 중요한 화학반응 중 하나입니다.호흡은 생물체의 에너지를 얻기 위한 화학적인 과정으로, 유기물(예: 포도당)을 산소와 함께 분해하여 에너지를 생성하는 과정입니다. 호흡의 화학반응식은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다:C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + 에너지이 반응식에서, 포도당(C6H12O6)과 산소(O2)가 반응하여 이산화탄소(CO2), 물(H2O), 그리고 에너지가 생성됩니다. 이 과정은 동식물, 미생물, 인간 등의 생물체에서 에너지 생산과 관련된 중요한 화학반응입니다.
Q. 혼합물에서 성분 분리하는 방법은 무엇인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.1. 증류: 액체 혼합물을 가열할 때 끓어 나오는 기체를 냉각하여 액체 물질을 얻는 방법사용되는 예시원유의 분리-여러 가지 액체 물질이 섞인 원유를 가열하여 증류탑으로 보내면 성분물질이 끓는점 차에 따라 기화와 액화를 반복하다 증류탑의 각 층에서 분리된다.공기의 분리- 공기를 액화하여 증류탑으로 보내 온도를 높이면 끓는점이 낮은 물질이 먼저 기화되어 질소, 아르곤, 산소 순으로 분리된다.바닷물에서 식수 얻기-바닷물을 가열하면 염분은 그대로 남고 물만 기화되어 수증기가 된다. 이 수증기를 냉각하면 순수한 물을 얻을 수 있다.2.밀도 차를 이용한 분리 ①- 밀도가 두 물체의 중간 정도인 액체에 넣어 분리하는 방법 밀도 차를 이용한 분리②- 서로 섞이지 않고 밀도가 다른 액체를 밀도를 이용해 분리하는 방법사용되는 예시바다에 유출된 기름 제거-바다에 유출된 기름은 바닷물과 섞이지 않고 물보다 밀도가 낮아 물 위에 뜬 채로 넓게 퍼진다. 이를 이용해 뜰채나 흡착포를 사용하여 기름을 제거한다.혈액의 원심 분리-혈액을 원심 분리기에 넣고 회전시키면 혈장은 위쪽에 위치하고, 혈구는 아래쪽에 가라앉아 분리된다.감자 튀김-뜨거운 기름에 감자를 넣으면 감자 안의 수분이 기화하여 감자의 부피가 커진다. 부피가 커져 밀도가 작아진 익은 감자는 기름 위로 떠오른다.(밀도를 이용한 혼합물의 분리의 예는 사금 채취, 신선한 달걀 고르기, 좋은 볍씨 고르기 등으로 많습니다.)3. 재결정- 적은 양의 불순물이 섞여 있는 고체 물질을 높은 온도의 용매에 녹인 다음 용액의 온도를 낮추거나 용매를 증발시켜 순수한 고체 물질을 얻는 방법사용되는 예시천일염에서 소금 얻기, 약품 정제4. 크로마토그래피- 혼합물을 이루는 성분 물질이 용매를 따라 이동하는 속도가 다른 것을 이용하여 분리하는 방법사용되는 예시도핑 테스트( 운동선수의 소변이나 혈액을 검사하여 금지 약물을 복용했는지 알아낸다.)\의약품의 성분 분리하거나 단백질 성분 검출식품에 남아 있는 농약이나 중금속 등을 분석출처: 완자 중등과학2 자습서 (비상교육)이런 건 교과서 찾아보면 더 자세히 나와있습니다. 제 답변과 교과서를 같이 보시면 더 편하겠네요.ㅎㅎ위 방법 외에 혼합물을 분리하는 방법승화법: 승화성(고체가 액체로 거치지 않고 바로 기체로 변하는 성질)이 있는 고체가 섞여 있는 고체 혼합물을 가열하면 승화성 물질이 승화하여 이 증기를 다시 냉각시키면 쉽게 분리된다.흡수법: 혼합 기체에서 한 종류의 기체만 흡수하는 물질을 통과시켜 그 기체를 제거한다.추출법: 주로 유기물의 혼합물에서 적당한 유기 용매를 사용하여 혼합물의 한 성분을 녹여 내는 방법투석법: 콜로이드 입자는 통과할 수 없으나 설탕이나 염화나트륨 입자와 같은 진용액의 입자는 통과할 수 있는 투석막(셀로판지)를 이용하여 콜로이드 용액을 정제하는 방법이온 교환 수지법: 물속에 녹아 있는 미량의 이온을 제거하는 방법으로 이온 교환 수지라는 특수 합성 수지를 사용한다.
Q. 태양계의 4번째 행성은 어디일까요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.화성의 위성화성에는 위성이 2개 있다. 1877년 A.홀이 워싱턴 천문대의 지름 65cm 굴절망원경으로 발견하였다. 안쪽 포보스의 공전주기는 7시간 39분으로 화성표면으로부터 6,000km 높이에서 돌고 있다. 이 공전주기가 화성의 자전주기보다 짧기 때문에 화성에서 보면 포보스는 서쪽에서 떠서 동쪽으로 진다.길다란 감자 모양으로 생긴 포보스가 하늘에서 보이는 시간은 적도지방에서도 불과 4시간 15분으로, 그 동안에 초승달에서 보름달을 거치는 변화를 보인다. 바깥쪽 위성 데이모스는 화성 상공 2만 100km에서 30시간 17분의 주기로 돌고 있다. 데이모스는 그 공전주기가 화성의 자전주기보다 길어서 동쪽에서 떠서 서쪽으로 질 때까지 2일 18시간이 걸린다. 그 동안에 데이모스는 초승달 → 보름달 → 초승달 → 보름달 → 초승달로 변한다.A.홀이 화성의 위성을 발견하기 약 100년 전에 영국의 J.스위프트가 쓴 《걸리버 여행기》에는 라퓨터라는 나라의 천문학자가 화성에 달이 2개 있음을 발견하고, 그중 하나는 포보스처럼 이상하게 생겼다는 이야기가 나오는데, 매우 신기한 일이다.화성의 극관화성의 남북극 지역에는 겨울에는 커지고 여름에는 작아지는 흰 극관이 보인다. 매리너 6호의 사진을 통해, 이것은 극지방에 쌓인 눈이며, 지형의 탓으로 그늘진 곳에 많이 쌓인 것이 판명되었다. 이 눈은 물로 된 것과 이산화탄소로 된 것의 2가지로 추정되고 있다.화성의 지형1965년 7월에 미국의 화성탐사선 매리너 4호가 처음으로 화성에 접근하여 관측하고, 그후 몇 개의 화성탐사선이 활동하여 표면의 지형이 상세히 알려졌다. 화성표면에는 달표면과 비슷한 크레이터가 있으나, 가장자리가 주위 지면의 높이와 차이가 없어, 원형의 웅덩이처럼 보인다. 지름 10km 이상인 것은 평균 1만 km2당 1개 꼴로, 그 수가 달에서보다 드물다.화성표면은 크레이터가 많은 지역, 고르지 못한 지역, 평탄한 지역 등 세 부분으로 대별되고, 서로 불규칙하게 분포한다. 또 화성표면에는 밝은 지역과 어두운 지역이 있지만, 이것은 크레이터가 많은 지역과 고르지 못한 지역의 분포와는 상관이 없다. 다만 평탄한 지역은 반드시 밝은 지역 속에 있다. 밝은 지역은 낮은 지역인 경우가 많다.19세기 이래 화성표면에 운하(運河)로 불리는 가는 선들이 있다고 전해져 왔지만, 이는 관측자의 착각임이 밝혀졌다. 지상의 망원경관측에서 화성표면의 무늬라고 하는 것이 이 밝고 어두운 지역들을 가리킨 셈이다. 17세기에 C.호이겐스가 발견한 시르티스메이저(Syrtis Major) 등의 무늬가 확인되었으나, 상상한 만큼 명확한 윤곽이 있는 것은 아니다.화성의 표면온도와 대기태양으로부터 받는 화성의 복사량은 지구의 0.43배이고, 이 때문에 표면온도가 지구에 비해 매우 낮고 반사율도 0.15로 지구의 반 이하이다. 궤도의 이심률이 크기 때문에 남반구쪽이 더워지기 쉽다. 표면온도는 적도 지역에서는 7 ℃, 극관(極冠)은 －68℃, 전표면의 평균값은 －23℃이다. 또 적도에서의 일교차는 매우 커서, 하루 동안의 온도가 최고 30℃에서 최저 －60℃로 측정되었다.기압은 5hPa 정도(지구의 약 200분의 1)이고, 대기의 주성분은 이산화탄소이며, 수증기는 대기 중에 포함된 것을 전부 물로 바꾸어야 화성표면을 10∼20μm의 두께로 덮을 정도로 적다. 산소의 함유량도 극히 적다.지구에서의 관측으로 화성표면에서는 노란 구름, 흰 구름, 푸른 구름의 3종이 발생된다고 알려졌다. 노란 구름은 먼지가 말려올라간 것으로 추정되어, 화성대기의 이동을 연구하는 데 길잡이가 된다. 특정한 지역에 발생한다고 알려졌던 흰 구름은 높이 8∼20km에서 나타나며, 작은 얼음의 결정으로 된 지구의 권운(卷雲)과 같은 종류의 것으로 생각된다. 또한 15∼30km 상공에서 나타나는 푸른 구름은 지구에는 없는 것으로, 이산화탄소의 작은 결정으로 된 구름으로 보인다.화성의 크기,밝기,자전화성의 적도반지름은 3 ,390km로 지구의 반 정도이며, 지구에서 본 시(視)반지름은 약 12″이다. 질량은 지구의 0.107배, 밀도는 3.94g/cm3, 편평도는 0.0052. 적도에서의 중력은 지구의 0.38배이다. 자전주기는 24h 37m 23s로 지구보다 약간 길고, 자전축이 약 25° 기울어 있어 4계절이 있다. 밝기는 보통 때는 －2.0등 정도이지만 대접근 무렵에는 약 -2.8등이 된다.화성의 공전화성궤도의 평균반지름은 1.524AU(2억 2794만 km), 이심률은 0.093으로 행성 중에서는 큰 편에 속한다. 이 때문에 태양에서의 거리는 최대와 최소의 차가 4,300만 km나 된다. 또한 지구와 가장 가까워질 때의 거리는 5,000만∼1억 km까지로 변한다. 이것을 대접근(大接近)이라 하는데, 15년 또는 17년 간격으로 일어난다. 최근에는 1986년 7월 초순에 대접근이 있었다. 궤도의 황도경사는 약 2°이고, 공전주기는 1.8809년, 궤도의 평균속도는 매초 24.01km, 지구와 회합주기는 780일이다.
Q. 지구 온난화와 온실 효과 가스에 대해 알려주세요
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.지구온난화를 해결 못한 지구의 미래모습을 확인할 사람은 없을 것입니다. 지구온난화의 정확한 결과는 예측하기 어려운 복잡한 문제이며, 여러 가지 요인들이 영향을 미치기 때문에 확실한 예측을 내리기는 어렵습니다. 그러나 여러 연구들에 따르면, 지구 온난화가 방치된다면 2100년에 지구 기온이 상승할 것으로 예측되고 있습니다.유엔 기후변화에 관한 정부간 패널(IPCC)의 5차 평가보고서(2014년)에 따르면, 현재의 온실가스 배출 추세가 계속되고 추가적인 대책이 없다면, 2100년까지 전 세계 평균 기온이 현재 대비 1.4°C에서 5.8°C까지 상승할 것으로 예측되고 있습니다. 이러한 기후 변화는 극지방의 빙하와 빙산의 감소, 해수면 상승, 극도의 기상 이벤트 등을 유발할 수 있습니다.그러나 이는 예측에 불과하며, 정부, 기업, 개인 등이 온실가스 배출을 줄이는 등의 지속적인 노력을 통해 미래의 기후 변화를 완화할 수 있습니다. 또한 과학 기술의 발전을 통해 대기 중 온실가스 농도를 감소시키는 기술도 개발되고 있으며, 이를 통해 온난화의 영향을 완화하는 노력도 이루어지고 있습니다.