안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
Q. 에어컨 같은 경우는 어떻게 공기를 시원하게 만들까요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.에어컨이 시원해지는 원리는 열의 이동입니다. 에어컨 내부에는 냉매라는 특별한 물질이 흐르고 있어서 열을 흡수하면 기체가 되고, 열을 방출하면 다시 액체로 변합니다. 실내에서 더운 공기가 들어오면, 냉매가 이 열을 흡수하면서 기체로 변하고, 그 과정에서 공기가 식어서 다시 방 안으로 나와서 시원하게 만들어 줍니다.열을 머금은 냉매는 바깥의 실외기로 이동하여 열을 공기 중으로 방출하고, 냉매는 다시 액체로 돌아갑니다. 이 과정을 계속 반복하면서 실내 온도를 점점 낮춰주는 겁니다.
Q. 원자에도 수명이 있는지 궁금합니다.
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.대부분의 원자는 안정적이라 수명이 사실상 무한하지만, 방사성 원소나 극한 환경에서는 수명이 유한할 수 있습니다. 방사성 원소는 시간이 지나면 방사성 붕괴를 통해 다른 원소로 변합니다. 이때 원자핵이 불안정해서 알파, 베타, 감마 방사선을 방출하며 다른 원소로 전환됩니다.
Q. 방사능 물질이 방사능을 계속 내뿜으면 질량도 줄어드는 건가요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.네, 맞습니다. 방사성 물질이 방사선을 방출하면서 실제로 질량도 조금씩 줄어듭니다. 그 이유는 아인슈타인의 유명한 식, 바로 E=mc² 에 의 에너지를 방출하면 그만큼 질량이 줄어들게 됩니다.예를 들면, 우라늄-238이 알파 붕괴를 통해 토륨-234로 변할 때, 헬륨 핵(알파 입자)이 튀어나옵니다. 이 알파 입자 자체도 작지만 질량을 가지고 있으므로, 전체 질량은 줄어들고 그만큼의 에너지가 주변에 퍼져나가게 됩니다.
Q. 경유와 휘발유의 가공과정은 무슨 차이가 있나요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.원유의 정제 원리는 분별증류입니다. 원유는 다양한 탄화수소 혼합물로 구성되어 있는데, 이를 끓는점 차이를 이용해 분리하는 것이 바로 분별 증류입니다. 원유를 약 350~400℃로 가열하면, 성분들이 끓는점에 따라 위로 올라가며 분리됩니다. 휘발유는 가볍고 휘발성이 강해 빠르게 연소되며, 고속 회전 엔진에 적합하고, 경유는 무겁고 연소 속도가 느리지만 연비가 좋고 토크가 강해 대형 차량에 적합합니다.
Q. 석탄이 형성되는 과정은 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.석탄이 형성되는데 걸리는 시간은 수억년이 걸립니다. 석탄은 약 3억~4억 년 전, 고생대 석탄기부터 형성되기 시작했습니다. 고사리 같은 양치식물이 늪지대에 쌓이고, 수백만 년에서 수억 년 동안 압력과 열을 받으며 점차 석탄으로 변했습니다. 석탄은 식물 유기물이 산소가 부족한 환경에서 분해되지 않고 쌓이면서, 점차 탄소 함량이 높은 물질로 변해가는 과정을 거칩니다. 이 과정을 석탄화라고 하지요. 이러한 과정을 거쳐 수천 기압의 압력과 수십~200℃의 온도에서 일어나며, 시간이 지날수록 석탄의 품질이 높아집니다.