안녕하세요. 이동호 전문가입니다.
Q. 왜 히터를 틀면 바로 안 따뜻해 질까요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.히터가 켜진 후 바로 따뜻해지지 않는 이유는 차량의 엔진과 히터 시스템의 작동 원리에 기반합니다. 이 과정은 다음과 같습니다.엔진의 열: 대부분의 차량 히터는 엔진에서 발생하는 열을 이용합니다. 엔진이 작동하면서 발생하는 열은 냉각수를 통해 전달되며, 이 냉각수는 차량의 히터 코어를 통과하면서 그 열을 히터 시스템에 전달합니다.히터 코어: 히터 코어는 기본적으로 뜨거운 냉각수가 통과하는 작은 라디에이터와 같습니다. 히터 코어를 통과하는 냉각수는 주변 공기를 가열하고, 이 뜨거운 공기가 차량 내부로 유통되어 실내를 따뜻하게 만듭니다.엔진의 예열 시간: 엔진이 충분히 뜨거워져야 히터가 효과적으로 작동합니다. 차가 시작할 때 엔진은 차가운 상태이므로, 엔진이 일정 온도에 도달할 때까지는 히터에서 따뜻한 공기가 나오지 않습니다. 이것이 택시 기사가 “곧 따뜻해질 겁니다”라고 말하는 이유입니다.예열 시간의 필요성: 엔진이 충분히 따뜻해지면 히터 코어를 통과하는 냉각수도 온도가 올라가고, 그 결과로 실내 공기가 빠르게 따뜻해집니다. 하지만 이 과정은 엔진이 예열되는 시간에 달려 있으므로 즉각적이지 않습니다.따라서 차량의 히터 시스템은 엔진의 열을 활용하기 때문에, 엔진이 충분한 온도에 도달하기 전까지는 히터에서 따뜻한 공기가 나오지 않는 것입니다.
Q. 행성이 파괴되는 로슈 한계란 무엇인가요 ?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.로슈 한계(Roche limit)는 천체가 중력으로 인해 붕괴되기 시작하는 거리의 한계를 나타내는 천문학적 개념입니다. 이 한계는 행성이나 별과 같은 큰 천체 주변에서 그 천체의 중력이 위성이나 다른 작은 천체를 분해할 수 있는 거리를 정의합니다.로슈 한계의 개념은 다음과 같습니다.중력과 조석력: 어떤 천체가 다른 큰 천체에 매우 가까이 접근하면, 큰 천체의 중력은 작은 천체에 강력한 조석력을 발생시킵니다. 이 조석력은 천체의 한쪽 면이 다른 면보다 훨씬 강한 중력을 받게 되어 천체를 늘어나게 하거나 결국 파괴할 수 있습니다.로슈 한계의 계산: 로슈 한계는 주로 큰 천체의 밀도, 작은 천체의 밀도, 그리고 작은 천체의 강도(자체 중력에 의해 유지되는 능력)에 따라 달라집니다. 일반적으로 로슈 한계는 큰 천체의 반지름의 약 2.5배 내외가 됩니다.화성과 포보스의 예: 화성의 위성 포보스의 경우, 화성에 점점 가까워지고 있으며, 결국 로슈 한계에 도달하게 될 것으로 예상됩니다. 이때 포보스는 화성의 조석력에 의해 분해되어 고리를 형성할 가능성이 있습니다.로슈 한계를 넘어서는 천체는 일반적으로 자체 중력으로 인해 구조적 안정성을 유지할 수 없게 되며, 조각으로 분해되거나 결국 고리 형태로 변할 수 있습니다. 이러한 현상은 특히 위성이나 소행성과 같이 상대적으로 작고 구조적으로 약한 천체에서 더 흔하게 발생합니다.
Q. 헬륨 가스를 마시면 왜 목소리가 변하는 것인가요.?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.헬륨 가스를 마시면 목소리가 잠시 동안 높아지는 현상은 헬륨의 물리적 특성 때문입니다. 사람의 목소리는 성대에서 생성된 진동이 기도를 통해 공기 중으로 전달되면서 만들어집니다. 이때 공기의 밀도가 목소리의 전달 속도에 영향을 미칩니다.헬륨의 밀도: 헬륨은 공기보다 밀도가 훨씬 낮습니다. 이 낮은 밀도 때문에 헬륨을 통해 소리가 전달될 때 속도가 빨라집니다.소리의 속도와 진동수: 소리의 속도가 빨라질수록 소리의 진동수(또는 피치)가 증가합니다. 진동수가 높아지면 소리가 더 높게 들립니다.효과의 일시성: 헬륨 가스를 마신 후 숨을 내쉴 때, 헬륨이 성대를 통해 나가면서 발생하는 소리는 평소보다 빠르게 진동합니다. 그 결과, 잠시 동안 목소리가 높은 피치로 변합니다.헬륨을 마실 때 주의해야 할 점은, 헬륨이 산소를 대체하여 산소 부족 상태를 유발할 수 있다는 것입니다. 이는 두통, 어지러움, 심지어 의식 상실을 초래할 수 있습니다. 따라서 헬륨을 사용하는 재미있는 실험은 재미있고 안전하게 짧은 시간 동안만 해야 합니다.
Q. 지역에 따라 바닷물의 색이 크게 다른 이유는 뭔가요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.바다의 색이 다르게 보이는 주된 이유는 물의 깊이, 바닥의 성분, 수중에 떠다니는 입자들, 그리고 바다 위로 드리운 광원의 성질 등에 기인합니다. 이러한 요소들은 다음과 같은 방식으로 바다의 색을 결정합니다.물의 깊이와 바닥의 성분: 얕은 해안가에서 물은 종종 에메랄드색을 띠는데, 이는 햇빛이 밝은 모래나 산호초를 반사해서 그렇습니다. 반면, 깊은 물은 햇빛이 바닥에 도달하기 어렵기 때문에 더 어두운 파란색을 띕니다.수중 입자와 해양 생물: 바닷물에 떠다니는 플랑크톤, 조류, 기타 입자들은 물의 색에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 플랑크톤이 풍부한 지역에서는 물이 녹색을 띨 수 있습니다.광원의 성질: 태양 빛은 다양한 파장의 빛을 포함하고 있고, 이 빛들은 물에 의해 다르게 흡수됩니다. 물은 빨간색 파장의 빛을 잘 흡수하지만 파란색 파장의 빛을 잘 투과시킵니다. 따라서 깊은 바다는 주로 파란색을 띱니다.지리적 요인: 해안선의 지형이나 근처 강에서 유입되는 퇴적물의 양도 바닷물의 색에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 강이 많이 유입되는 지역에서는 바닷물이 탁해 보일 수 있습니다.이러한 요인들이 서로 복합적으로 작용하여, 같은 바다라도 한국의 해안과 해외 유명 여행지의 해안에서 보이는 바다의 색이 상당히 다르게 나타날 수 있습니다. 한국 해안의 경우, 일반적으로 깊은 물이 많고, 퇴적물의 유입이 더 많아 짙은 파란색을 띠는 경우가 많습니다. 반면, 많은 열대 지역의 해안가는 얕고, 밝은 모래나 산호초가 햇빛을 반사하여 에메랄드색 물빛을 나타냅니다.
Q. 각나라에는 시차가 존재하는데 어떠한 원리로 시차를 계속하나요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.세계 각국에서 서로 다른 시간대를 사용하는 것은 지구가 회전하면서 태양에 대한 상대적 위치가 변화하기 때문입니다. 지구는 약 24시간 동안 자전하며, 이 때문에 지구의 서로 다른 지역이 태양을 향해 있거나 그 반대인 상태가 됩니다. 이로 인해 세계는 24개의 주 시간대로 나뉘어져 있으며, 각 시간대는 그리니치 평균시(GMT)를 기준으로 한 시간 간격을 가집니다.시간대의 개념은 19세기 후반에 발달한 철도 및 통신 기술 덕분에 널리 퍼졌습니다. 그 이전에는 각 지역이 자체적인 태양 시를 사용했으나, 이는 교통 및 통신에서 혼란을 초래했습니다. 1884년 워싱턴 D.C.에서 열린 국제 자오선 회의에서 현대적인 시간대 체계가 제안되었고, 이후 세계 대부분의 나라들이 이 체계를 채택했습니다.시간대는 기본적으로 지구를 동서로 15도씩 나눈 24개의 구역으로 설정되어 있습니다. 각 구역은 GMT로부터의 시간 차이로 정의되며, 이는 지구가 24시간에 360도를 회전한다는 점에 기반합니다(360도 / 24시간 = 15도/시간). 하지만 실제로는 정치적, 역사적, 경제적 이유로 인해 많은 국가들이 이 경계선을 따르지 않습니다. 일부 국가들은 여러 시간대를 사용하기도 하고, 일광 절약 시간제를 도입하여 계절에 따라 시간을 조정하기도 합니다.