안녕하세요 이중건 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 요즘 가을이죠 단풍이 들어가는 계절이네요.
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.식물들은 엽록소라는 물질에 의해서 잎색깔을 결정합니다. 보통의 식물은 광합성을 하기 위해 엽록체가 있는데 보통 그 엽록체의 색을 나타내는 엽록소의 종류가 몇가지가 있습니다..가을이 깊어지면 일조량이 작아져서 광합성량이 줄어들기 때문에 식물의 엽록소의 합성이 멈추게 됩니다. 그래서 엽록소가 쇠퇴하여 분해되어 엽록소의 색깔이 사라지고 남아있는 카로틴과 크산토필만이 남아 노랗게 보이게 됩니다..카로틴과 크산토필 역시 색소의 한 종류들이죠.. 다만 색깔이 노란색이라는 것 뿐입니다. 또한 단풍이 빨갛게 잎이 변하는 이유는 안토시안이라는 물질이 생겨나서 이 안토시안의 색깔인 붉은 색 때문에 그렇게 보이게 되는 것입니다.그리고 추운 곳부터 먼저 이런 현상이 생기는 것은? 산 아랫쪽보다 더 추운 산의 윗쪽에서 단풍이 먼저 들고 북쪽지방부터 (설악산) 단풍이 드는 이유입니다.
화학
Q. 갑자기 차가운걸 먹으면 왜 머리가 띵한가요?
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.우리몸도 따뜻한곳에 있다가 겨울철 무방비상태로 밖에 나오면 몸이 절로 움츠려드는것처럼 원인은 찬 음식에 의해서, 입천장에 있는 혈관들이 갑자기 수축이 되면서, 다시 넓어지는 과정에서 뇌의 삼차신경계 (크게 세갈래로 나뉘어지는 뇌신경으로 주로 뇌혈관과 얼굴등에 분포합니다) 자극을 받기 때문입니다. 뇌가 차가운 것을 막기 위해 따뜻한 혈액을 공급하고자 뇌혈관이 갑자기 넓어지며 두통이 생기는 가설도 있습니다. 실질적으로 미국의 하버드 의대에서 연구를 하였는데요 실험에 참가한 13명에게 얼음물을 마시게하고, 뇌혈류를 측정한 결과, 뇌에 혈액을 공급하는 전대뇌동맥 혈류가 급속히 증가하는것이 밝혀진봐가 있습니다. 찬음식을 섭취한후 머리가 띵하거나 두통이 발생하면 건강에 이상이 생긴것이 아닌 즉 자연스러운 현상이라고 보시면 될거같아요. 찬음식을 섭취함으로서 두통은 사람에 따라 통증부위가 다릅니다.
지구과학·천문우주
Q. 첨성대는 어떤 원리로 별자리를 관찰하는건가요?
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.천체의 움직임을 관찰하던 신라시대의 천문관측대로, 받침대 역할을 하는 기단부(基壇部)위에 술병 모양의 원통부(圓筒部)를 올리고 맨 위에 정(井)자형의 정상부(頂上部)를 얹은 모습으로 높이는 약9m이다.원통부는 부채꼴 모양의 돌로 27단을 쌓아 올렸으며, 매끄럽게 잘 다듬어진 외부에 비해 내부는 돌의 뒷뿌리가 삐죽삐죽 나와 벽면이 고르지 않다. 남동쪽으로 난 창을 중심으로 아래쪽은 막돌로 채워져 있고 위쪽은 정상까지 뚫려서 속이 비어 있다. 동쪽 절반이 판돌로 막혀있는 정상부는 정(井)자 모양으로 맞물린 길다란 석재의 끝이 바깥까지 뚫고 나와있다. 이런 모습은 19∼20단, 25∼26단에서도 발견되는데 내부에서 사다리를 걸치기에 적당했던 것으로 보인다. 옛 기록에 의하면, “사람이 가운데로 해서 올라가게 되어있다”라고 하였는데, 바깥쪽에 사다리를 놓고 창을 통해 안으로 들어간 후 사다리를 이용해 꼭대기까지 올라가 하늘을 관찰했던 것으로 보인다.천문학은 하늘의 움직임에 따라 농사 시기를 결정할 수 있다는 점에서 농업과 깊은 관계가 있으며, 관측 결과에 따라 국가의 길흉을 점치던 점성술(占星術)이 고대국가에서 중요시되었던 점으로 미루어 보면 정치와도 관련이 깊음을 알 수 있다. 따라서 일찍부터 국가의 큰 관심사가 되었으며, 이는 첨성대 건립의 좋은 배경이 되었을 것으로 여겨진다.신라 선덕여왕(재위 632∼647) 때 건립된 것으로 추측되며 동양에서 가장 오래된 천문대로 그 가치가 높으며, 당시의 높은 과학 수준을 보여주는 귀중한 문화재라 할 수 있다.
생물·생명
Q. 일란성 쌍둥이 중에 남자/여자 쌍둥이가 있을 수 있나요?
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.일란성 쌍둥이는 한개의 난자와 한개의 정자가 만나 한개의 수정란을 이루기 때문에 유전형질이나 생김새 성별 등이 같은 것으로 알려져 왔어요. 한개의 정자는 Y 나 X 중 한가지의 성염색체를 지니고 있기 때문이죠. 그러나 아주 희소한 확률로 일란성 쌍둥이 남매 가능성이 있답니다. 대개는 일란성 쌍둥이는 같은 성별을 가지지만 드물게 남매로 태어나는 경우가 있는 것이죠.일란성쌍둥이는 융모막과 양막이 합쳐진 경우도 있고 따로 분리된 경우도 있는데요. 따라서 아기집과 태반이 각각 문제없이 형성되었는지가 임신 유지에 중요하며 일란성 쌍둥이 성별이 남매인 경우 염색체이상 터너증후군 또는 불임의 가능성 등이 발생할 수 있답니다.
화학
Q. 술 주량이 차이가 나는 이유?
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.사람마다 유전적으로 알콜분해효소의 양이 달라서 그렇답니다. 술을 먹으면, 알콜분해효소가 나와서 알콜을 분해하는데 이거에 대한 양이 많은 사람은 금방 술을 깨는 거랍니다. 유전적인 영향이라 후천적을으로 바꾸긴 어려워요
화학
Q. 불의 색깔별로 온도가 어떻게 다른가요?
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.우리가 매일 사용하는 가스레인지 불이 푸른 불이죠. 알고 보면 더 높은 온도의, 더 양질의 불꽃을 손쉽게 사용하고 있었어요. 그렇다면 붉은 불꽃과 푸른 불꽃, 왜 이런 차이가 나는 걸까요? '완전연소’에 가까울수록 불꽃은 푸른색을 띤답니다. 파란 불꽃의 비밀은 바로 ‘완전연소’에 있습니다. 불꽃과 산소와 충분히 섞이면 연료가 끝까지 타는 완전연소가 일어납니다. 그리고 완전연소가 일어난 불꽃은 더 높은 온도의 푸른빛을 띕니다. 반대로, 산소가 충분히 연료와 섞이지 못하면 ‘불완전연소’가 일어나는데요. 나무나 종이 등을 태울 때 산소는 불꽃 바깥쪽에서만 불꽃과 섞이게 되고 안쪽은 잘 섞이지 않기 때문에 불완전연소가 일어납니다.그래서 완전연소가 일어나는 푸른불꽃이 온도가 더 높은 것입니다!가스레인지로 나오는 LNG는 완전연소가 되기 때문에 푸른 불꽃을 뽐냅니다. 그러니 가스레인지를 켰는데 파~란 불꽃이 활활 나온다면 뿌듯하게 바라봐 주셔도 좋아요! 완전연소가 되면서 뜨거운 온도로 우리 집 냄비를 더 효율적으로 데우고 있다는 뜻이니까요!
화학
Q. 뜨거운 물을 얼리면 기포가 없이 얼음이 생기나요?
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.물을 가열하면, 물속의 용존기체량이 감소하기 때문입니다. 물에는 공기가 녹아있습니다. 그런데, 물을 끓이면 용해도가 낮아져서 공기가 대부분 나오게 된답니다. 그래서 찬물은 공기방울이 많이 보이는 것이여서 뿌옇게 보이고 끓는물은 조금 더 투명하게 얼려지는 거랍니다.
화학
Q. 콜라병에 멘토스가 빠졌는데 콜라가 화산처럼 뿜어져 나오던데 왜그러는건가요?
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.멘토스의 표면이 콜라 내부의 표면장력을 약화시키기 때문입니다.멘토스를 현미경으로 살펴보면 우리 눈에 보이지 않을 정도로 작은 구멍들이 엄청나게 많이 있습니다. 그리고 이 미세한 구멍들은 콜라 속 이산화탄소가 콜라 안에서 금방 뽑혀 나오도록 도와줍니다. 그러면, 콜라를 세게 흔들어 이산화탄소와 콜라를 분리시키면 강하게 콜라가 뿜어져 나오는 것처럼, 멘토스를 넣은 경우에도 콜라가 뿜어져 나옵니다. 콜라의 탄산이 셀수록, 멘토스의 개수가 많을 수록 (어느정도 까지만) 뿜어져 나오는 콜라의 양은 증가합니다. 폭발의 강도가 다양했던 이유는 탄산음료의 종류마다 표면장력이 다르기도 하고, 탄산의 양도 달랐기 때문입니다
물리
Q. 흔들면 따듯해지는 핫팩의 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.일회용 핫팩은 부직포 주머니에 가루가 들어 있는 형태가 일반적이다. 핫팩은 꺼내어 흔들거나 주무르면 열이 발생하기 시작하고, 3~4시간 정도 열이 지속된다. 핫팩은 제품에 따라 40도에서 60도까지 열을 발생시키기 때문에 겨울이 시작되면 핫팩을 미리 챙겨 두는 사람들이 있을 정도로 겨울 필수품으로 자리 잡은 지 오래다. 그렇다면 핫팩은 어떤 원리로 따뜻한 열을 발생시키는 것일까? 답은 바로 핫팩 안에 있는 철가루에 있다.핫팩 안에 들어 있는 철은 공기와 접촉하면 점차 산화되기 시작하는데, 이 과정에서 1g당 1.69kcal의 열이 발생한다고 한다. 일반적인 철의 산화는 아주 천천히 진행되기 때문에 열이 발생하는 것을 느끼기 어렵지만, 손난로 안에 들어 있는 철은 가루 형태로 조금만 흔들어주어도 빨리 산화되고 그 과정에서 온도가 급격히 높아지게 되는 것이다.특히 핫팩에 들어 있는 가루들은 아주 곱고 미세한데, 핫팩을 흔들면 주머니 밖 외부 공기와 만나면서 빠른 속도로 철가루가 산화될 수 있기 때문이다. 또한 핫팩에는 탄소가루와 소금, 물 등이 포함되어 있는데, 이러한 물질들은 산화가 빨리 이루어지도록 돕는 촉매 역할을 해 손난로가 더욱 더 빠르게 열을 낼 수 있도록 도와준다고 한다. 이렇게 미세한 철들이 들어간 핫팩은 사용 전에 공기가 잘 투과되지 않도록 포장해서, 제품을 운반하거나 보관할 때 산화 반응이 일어나지 않도록 한다.철가루가 많은 핫팩은 더 오랫동안 따뜻하답니다.
지구과학·천문우주
Q. 높은곳에 올라가서 몸무게를 재면 몸무게가 더 적게 나오나요?
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.아닙니다. 지구에서는 어디곳이든 중력이 같게 작용한답니다. 물론, 어떠한 영향때매 아주 작은 오차는 발생할 수 있지만, 기본적으로 9.8g는 동일하기 때문에 어디서 재셔도 오차범위 내에서는 동일하답니다!