Q. 뜨거움과 차가움 같은 온도란 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.온도는 물질이 가진 분자 운동의 평균적인 에너지를 나타내는 척도입니다. 쉽게 말해, 어떤 물질 안의 분자들이 얼마나 빠르게 움직이고 있는 지를 알려주는 지표로 분자들이 활발히 움직이면 온도가 높고, 느리게 움직이면 온도가 낮습니다.온도가 우리 세계에 미치는 작용으로 기후 변화, 생명 유지, 물질의 상태 변화 등 다양한 부분에 영향을 주고 있습니다.
Q. 물을 얼면 부피가 상승하는 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.물이 얼 때 부피가 늘어나는 원리는 물 분자는 극성을 띠며, 분자 사이에는 수소 결합이라는 약한 인력이 형성됩니다. 이 수소 결합은 얼음이 될 때 분자들이 정해진 각도와 간격으로 배열되도록 만듭니다. 얼음은 물 분자들이 육각형 구조를 이루며 고정된 결정 구조를 가지게 되는데, 이 구조는 비교적 느슨하고 빈 공간이 많아서 동일한 질량의 액체 상태보다 고체 상태일 때 밀도가 낮고, 부피는 커지게 됩니다.일반적으로 고체는 액체보다 밀도가 높지만, 물은 4°C일 때 가장 밀도가 높고, 그 이후 온도가 더 내려가면 오히려 밀도가 낮아지다가 얼음이 되면 부피가 확 늘어나면서 얼음이 물에 뜰 수 있게 됩니다.
Q. 조만간 사용화가 가능한 신소재들은 무엇이 있을까요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.일상 생활속에서 쓰고 있는 신소재로 열을 가하면 원래 형태로 복원되는 형상기억합금이 있으며, 빛을 내부에서 반사시켜 정보를 전달하는 광섬유도 있습니다. 이외에도 투명하면서도 충격에 강한 플라스틱인 폴리카보네이트, 최근 신소재로 각광받고 있는 그래핀 등이 있습니다.이 외에도 초전도체, 투명 태양전지, 자기 치유 플라스틱 등도 연구 중이며, 조만간 우리의 일상에 더 깊숙이 들어올 가능성이 높습니다.