안녕하세요? 당신을 위한 과학 전문가 입니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주 비행사 들은 마시는 물을 가지고 가는 건가요?
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.좋은 질문 감사합니다. 결론부터 말씀드리면, 질문자님 의견대로 가지고 가기도 하고 만들어서 공급받기도 합니다.첫째 의견처럼 우주 비행에서는 식수를 비롯한 모든 생활용품을 머물 일자나 시간을 계산하여 사용할 만큼의 용량을 모두 우주선 안에 포장하여 운반하기도 합니다. 식수는 일반적으로 우주선 내에 장착된 탱크에서 운반하며, 이 탱크는 비교적 큰 용량을 가지고 있습니다. 또 말씀하신것처럼 여러 가지 방법으로 물을 생산할 수 있습니다. 예를 들어, 국제우주정거장 (ISS)에서는 대부분의 물 공급원이 습도 조절 장치를 통해 생산됩니다. 습도 조절 장치는 우주선 내 공기 중의 수증기를 수집하고, 이를 정제하여 식수로 생산합니다. 또한, ISS에서는 인체에서 발생하는 요도 수를 처리하여 물을 생산하는 시스템도 운영 중입니다.마지막으로 우주 비행사는 또한 지구로부터 정기적으로 보급물자를 받기도 합니다. 이 보급물자에는 식수 뿐만 아니라, 식량, 의약품 등 우주 비행에 필요한 모든 생활 용품이 포함됩니다.궁금증해소에 조금이나마 도움이 되었으면 좋겠습니다. 감사합니다.
지구과학·천문우주
Q. 산의 높이는 어떻게 측정할 수 있는지 궁금합니다.
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.좋은 질문 감사합니다. 궁금해 하시는 산의 높이는 다음과 같은 방법으로 측정됩니다.1. 대기압계를 이용한 측정산의 정상에 대기압계를 설치하여 대기압을 측정하는 방법입니다. 이 방법은 대기압이 해수면에서 어떤 높이에서 측정된 것인지에 따라 산의 높이를 추정하는 방법입니다. 하지만, 대기압은 기상 상황에 따라 변동이 크기 때문에 상대적으로 정확도가 떨어집니다.2. 산 정상과 해수면 사이의 수직 거리 측정이 방법은 산 정상과 해수면 사이의 거리를 측정하여 산의 높이를 구하는 방법입니다. 이 방법은 산의 정상과 해수면을 라이다(LIDAR)나 GPS 기술 등을 이용하여 측정합니다. 라이다는 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 기술로, 산의 정상과 해수면을 이를 이용하여 측정합니다. GPS는 위성을 이용하여 위치를 측정하는 기술로, 정확한 위치 정보를 이용하여 산의 높이를 추정합니다. 이 방법은 상대적으로 정확도가 높은 방법입니다.3. 산 정상과 인근의 측지점과의 수평 거리 측정이 방법은 산의 정상과 인근의 측지점과의 수평 거리를 측정하여, 두 지점 간의 고도 차이를 계산하여 산의 높이를 추정하는 방법입니다. 이 방법은 수평 거리를 측정하는 방법에 따라서 정확도가 달라질 수 있습니다. 이 방법은 대상 지점을 선택하는 등의 추가 작업이 필요하기 때문에 다소 번거로울 수 있습니다.이러한 방법 중에서도 현재는 라이다와 GPS 등의 선진 기술을 이용하여 산의 높이를 측정하는 것이 일반적입니다.궁금증 해소에 조금이나마 도움이 되었으면 좋겠습니다. 감사합니다.
지구과학·천문우주
Q. 비 올 때 물이 맺히지 않아 잘 보이는 자동차 방수 코팅의 원리는?
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.비 오는 날 운전 시, 물방울로 인해 시야가 흐려지는 것을 방지하기 위해 자동차 외부에 방수 코팅을 하는 것은 일반적인 방법 중 하나입니다.자동차 방수 코팅은 기본적으로 자동차 외부에 세라믹 코팅 또는 유리막 코팅을 도장하거나 뿌리는 방식으로 처리합니다. 이 코팅은 물방울이 침투하지 못하게 하고, 빗물이 자동차 표면에서 떨어지면서 자동차를 비롯한 외부 환경으로부터 보호하는 역할을 합니다.이러한 코팅의 원리는 기본적으로 표면에 나노 단위의 세라믹 입자나 유리 입자를 형성하여, 표면을 완전히 덮어서 물방울이나 비방울이 표면에 침투하지 못하도록 막는 것입니다. 이 입자들은 표면과 결합력이 매우 강하므로 물방울이나 물기가 표면에 잘 머무르지 않고 떨어지게 됩니다.한편, 김서림 방지 기능을 하는 코팅과 방수 코팅은 다른 원리를 가지고 있습니다. 김서림 방지 기능은 유리나 플라스틱 등 표면에 나노 레벨의 극성 분자를 분사하여 김서림이 묻어나지 않도록 막는 것입니다. 반면, 방수 코팅은 물방울이나 비방울이 표면에 침투하지 못하게 하는 역할을 합니다.감사합니다.
전기·전자
Q. 수소에너지는 어떻게 전기에너지로 변환할 수 있나요?
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.우선 좋은 질문 감사합니다.수소를 전기 에너지로 변환하는 것은 수소 연료 전지를 이용하여 가능합니다. 수소 연료 전지는 전기화학적 반응을 통해 수소와 산소에서 전기 에너지를 생성하는 장치입니다.수소 연료 전지의 동작 원리는 간단합니다. 수소와 산소를 전극으로 사용하는 전지 내부에서, 수소는 양극(애너드)에, 산소는 음극(캐소드)에 공급됩니다. 이 때, 수소 분자가 애너드에서 전기화학적인 반응에 의해 전자와 양이온(H+)으로 분리됩니다. 이 전자는 외부 회로를 통해 음극으로 흐르면서 전기 에너지를 생성하고, 양이온(H+)은 음극으로 이동하면서 수소와 산소의 화합물인 물(H2O)을 생성합니다.이러한 수소 연료 전지의 장점은, 전기 에너지와 물 이외에는 배출물이 없다는 것입니다. 또한, 전지의 효율이 높고 연료가 교체 가능하다는 점에서 환경 친화적이며, 빠른 충전이 가능하다는 점에서 이동성이 높은 등의 장점이 있습니다. 하지만, 아직까지 연료 전지의 생산비용과 수소의 저장 문제 등에 대한 문제점도 존재합니다. 이러한 문제점들을 극복하고 보다 실용적인 수소 연료 전지 기술을 개발함으로써, 미래 에너지 시장에서 더욱 중요한 역할을 수행할 것으로 기대됩니다.궁금증 해소에 도움이 되었으면 좋겠습니다.감사합니다.
지구과학·천문우주
Q. 새볔 안개는 아침이 되면 지면에서 하늘로 상승하는 이유가 뭔가요
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.이슬방울이 상승하는 것은 물리학적인 원리인 부력과 중력의 상호작용에 의해 가능합니다. 이슬방울은 공기보다 밀도가 높기 때문에 공기 중에서는 일종의 "물체"로 작용하게 됩니다. 따라서 이슬방울에는 중력이 작용하게 되지만, 동시에 이슬방울 주위에는 공기 중의 수증기 또는 다른 기체 분자들이 부딪치며, 이에 따라 이슬방울 주위에 부력이 작용하게 됩니다. 이 부력은 이슬방울의 무게와 같은 크기가 되어 상쇄되기 때문에 이슬방울은 공기 중에서 고정되어 있습니다.하지만, 이슬방울이 공기 중에서 상승하게 되는 경우가 있습니다. 이는 대기 중의 상승기류(Rising air currents)에 의해 발생합니다. 상승기류는 지표면에서부터 일정 높이까지 상승하는 공기의 흐름을 말하며, 이 공기 중에는 수증기 또한 함유되어 있습니다. 따라서, 이슬방울은 상승기류에 의해 공기 중에서 위쪽으로 운반되면서 부력과 중력의 균형이 깨지게 되고, 결국 이슬방울은 떠오르게 됩니다.이슬방울이 상승하는 것은 공기 중의 물체의 부력과 중력의 상호작용이라는 기본적인 물리학 법칙에 의한 것이며, 상승기류와 같은 특정한 상황이 발생할 때에만 일어나게 됩니다.감사합니다.
화학
Q. 탄산음료에 아이스크림을 넣으면 폭발하는 원리?
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.탄산음료에 아이스크림을 넣으면 분출되는 현상은 화학적인 반응 때문입니다.탄산음료는 이산화탄소가 녹아있는 물질이며, 이산화탄소는 물에 용해되어서 탄산이 생성됩니다. 이산화탄소와 물은 높은 압력과 낮은 온도에서 용해도가 높기 때문에 탄산음료는 일반적으로 냉장고에서 보관됩니다.하지만 아이스크림은 냉동 상태에서 보관되며, 이는 냉장보다 온도가 더 낮습니다. 따라서 탄산음료에 아이스크림을 넣으면, 아이스크림이 녹으면서 냉동 상태에서 탄산이 더 빨리 방출됩니다. 이로 인해 탄산이 갑자기 방출되어 분출되는 현상이 발생합니다.또한, 아이스크림에는 지방이 많이 포함되어 있기 때문에 이 지방은 탄산음료에서 탄산 분자를 둘러싸고 있습니다. 이렇게 되면 탄산 분자들이 물과 접촉할 수 있는 표면적이 감소하여 탄산이 더 어려워지고, 녹는 과정에서 탄산이 빠르게 방출됩니다.따라서, 탄산음료와 아이스크림을 함께 섭취할 경우, 탄산이 분출되는 현상이 발생할 수 있습니다.
화학
Q. 우리는 소주 술을 차갑게 해서 먹습니다.
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.알코올은 얼음보다 더 낮은 온도에서도 액체 상태로 유지되는데, 대부분의 얼음보다 낮은 냉동점을 가지기 때문입니다. 따라서, 알코올이 들어있는 음료가 얼어도 알코올 성분은 얼지 않습니다.그러나, 술이 얼어버리면 얼음 결정이 형성될 수 있습니다. 이 얼음 결정에서는 알코올 성분보다 물 성분이 더 많이 포함됩니다. 따라서, 얼음 결정을 제거하면 술의 알코올 농도가 높아질 수 있습니다.또한, 술이 얼어서 얼음이 만들어진 경우에는 온도가 영하로 떨어졌기 때문에, 술을 해동할 때 알코올의 농도가 변할 수 있습니다. 일부 술은 얼어버리면 맛과 향이 영향을 받을 수도 있습니다. 따라서, 술이 얼어버렸을 때는 조심해서 처리하는 것이 좋습니다.감사합니다.
화학
Q. 포도주 등 술을 숙성시켜서 술을 먹습니다.
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.좋은 질문 감사합니다.오크병은 포도주를 숙성시키는 데 일반적으로 사용되는 숙성용 그릇 중 하나입니다. 포도주가 오크병에서 숙성될 때, 나무와 와인 사이의 화학적 상호작용이 일어나며, 와인에 부드러운 맛과 향을 더합니다.오크병에서 숙성이 끝난 후에는 와인이 병에서 빠져나오게 되므로 더 이상 숙성되지 않습니다. 그러나 와인이 병 밖으로 나간 후에도, 적절한 조건에서 보관되면 숙성이 계속될 수 있습니다. 이러한 조건에는 온도, 습도, 산소 노출 등이 포함됩니다.따라서, 오크병에서 와인이 숙성되더라도, 와인이 병 밖으로 나간 후에도 숙성은 계속될 수 있지만, 이를 위해서는 적절한 보관 조건이 필요합니다.궁금증 해소에 조금이나마 도움이 되었으면 좋겠습니다. 감사합니다.
토목공학
Q. 동남아시아쌀 과 우리나라 쌀은 밥을했을시 고슬하다못해 불면 날릴듯한 쌀과 너무나 기름져보여 찰진 우리 쌀과의 차이는 무엇때문입니까?
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.우선 좋은 질문 감사합니다.질문자님께서 말씀하신 것처럼 각 나라에서 쌀을 지을 때 맛이 차이나는 이유는 지리적, 기후적, 토양 등의 조건과 쌀 재배 기술, 그리고 쌀을 가공하는 방식 등 다양한 요인들이 영향을 미치기 때문입니다.예를 들어, 일본에서 생산되는 쌀은 기온과 습도가 적절하며, 토양도 부드럽고 영양분이 풍부하여 고급 쌀의 특징인 쫄깃하고 단맛이 강한 특색을 가지고 있습니다. 한국에서는 비교적 쌀 재배 기술이 발전되어 있어, 쌀을 신선하게 유지하면서도 밥맛이 좋고 담백한 맛을 가지는 특징이 있습니다. 중국에서 생산되는 쌀은 영양분이 풍부하며, 식감이 부드럽고 쫄깃합니다.또한, 각 나라에서는 쌀을 가공하는 방식도 다양합니다. 예를 들어, 일본에서는 쌀을 후추로 맛을 낸 후, 생선이나 해산물과 함께 먹는 스시 등으로 즐기는 반면, 한국에서는 쌀을 삶아놓은 후 김치나 부추와 함께 비벼서 먹는 비빔밥이나, 재래시장에서 구입할 수 있는 가게에서 차려지는 국밥 등으로 즐기는 경우가 많습니다.따라서, 쌀 맛이 각 나라마다 차이가 나는 이유는 다양한 지리적, 기후적, 토양 등의 조건과 쌀 재배 기술, 그리고 가공 방식 등 다양한 요인들이 영향을 미치기 때문입니다.궁금증해소에 조금이나마 도움이 되었으면 좋겠네요.감사합니다.
화학
Q. 수소차는 사고 나면 위험하다는데요
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.수소차 폭발의 위험성은 수소가 매우 가볍고 화재에 쉽게 영향을 받기 때문에 전기차나 가솔린차와 비교해서 상대적으로 더 큽니다. 그러나 이러한 폭발 사고는 극히 드물며 수소 차량의 안전성은 규제 기관에 의해 엄격하게 검토되고 있습니다.수소차와 전기차 간의 메리트 차이는 여러 가지 요인에 따라 다릅니다. 일반적으로 수소차는 더 긴 주행 거리와 빠른 충전이 가능하며, 전기차보다 높은 주행 안정성과 더 나은 힘을 제공할 수 있습니다. 하지만 수소차는 전기차보다 더 비싼 가격, 수소 인프라의 부족, 수소 생산과 저장에 필요한 에너지 비용 등의 문제가 있습니다.또한, 수소 차량은 전기적으로 움직이는 전기 차량과는 달리, 수소의 저장과 공급에 필요한 인프라가 거의 없는 상황에서 사용되어 일반적으로 수소 생산에 큰 에너지 비용이 듭니다. 이러한 문제점들은 현재 기술적인 한계와 함께 논의되고 있으며, 미래에는 이러한 문제점들이 개선될 수 있을 것입니다.감사합니다.