안녕하세요? 당신을 위한 과학 전문가 입니다.
화학
Q. 집마다 수압이 차이가나는이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.질문자님 의견대로 각 집마다 수압이 다를수 있습니다. 다른 이유는 여러 가지 요인이 있을 수 있습니다.첫째, 물탱크나 원수탱크의 높이가 다르기 때문입니다. 물탱크나 원수탱크의 높이가 높을수록 물의 압력이 높아지기 때문에 수압이 높아집니다. 따라서 높이가 높은 집은 일반적으로 높은 수압을 경험할 수 있습니다.둘째, 배관의 지름이나 길이가 다르기 때문입니다. 배관의 지름이 작거나 길이가 길면 물이 흐르는 속도가 느려지므로 압력이 떨어지게 됩니다. 따라서 배관의 지름이 크고 길이가 짧은 집은 일반적으로 높은 수압을 경험할 수 있습니다.셋째, 수도관망이 다르기 때문입니다. 수도관망이 복잡하거나 오래되어 망이 부식되거나 파손된 경우 물의 압력이 떨어질 수 있습니다. 따라서 도시나 지역에 따라 수압이 다른 경우가 있을 수 있습니다.마지막으로, 가정에서 사용하는 물의 양이나 시간대에 따라 수압이 달라질 수 있습니다. 한 동네에서 같은 시간대에 모든 가정이 물을 사용할 경우 수압이 떨어질 수 있습니다.이러한 요인들이 결합하여 집마다 수압이 다르게 나타날 수 있습니다. 수압이 너무 낮거나 높은 경우, 가정 내부의 배관이나 수도관망에 이상이 있는지 확인하고, 필요한 조치를 취해야 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 왜 지구는 태양 주변을 공전하면서 자전하는 걸까요?
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.태양 주변을 공전하면서 자전하는 지구의 움직임은 중력과 관련된 물리적 원리로 설명됩니다. 태양의 질량이 매우 크기 때문에 지구는 태양의 중력에 끌려 태양 주변을 공전하고 있습니다. 이 공전 운동으로 지구는 일정한 패턴으로 일어나는 계절 변화와 같은 현상을 경험하게 됩니다.지구의 자전 운동은 지구의 축 주위를 회전하는 것으로, 지구의 자전 속도는 적도에서 약 1,670 km/h로 가장 빠르며, 적도에서 멀어질수록 속도가 줄어듭니다. 이 자전 운동으로 지구는 하루에 한 바퀴를 돌며, 이러한 자전 운동으로 지구는 자기장을 만들어내며, 지구의 자전과 태양의 활동은 지구의 기후와 생명체에 영향을 미치는 등 지구 생명체에게 매우 중요한 역할을 합니다.지구의 공전 운동과 자전 운동은 매우 복잡한 운동으로 지구 생명체에게 다양한 영향을 미칩니다. 지구의 공전 운동으로 인해 일어나는 계절 변화와 일정한 낮과 밤의 패턴은 식물의 성장과 번식, 동물의 번식과 이주 등에 영향을 미치며, 자전 운동으로 인해 지구의 자기장이 만들어지는 것은 우주선 비행과 라디오 통신 등과 같은 현대 사회의 다양한 분야에서 중요한 역할을 합니다.
화학
Q. 잔치국수면을 끓일때 찬물을 넣는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.우선 좋은 질문 감사합니다.면을 끓일 때 찬물을 자주 끼얹는 이유는 면을 부드럽고 살짝 끈적이지 않게 삶기 위해서입니다.면발에는 긴 섬유질이 포함되어 있어서 삶는 동안 끓는 물과 열에 노출되면 수분을 잃어버리고 탄력성을 잃게 됩니다. 그래서 면을 끓이면서 면발과 면의 내부를 부드럽고 살짝 끈적이지 않게 삶기 위해 물을 자주 끼얹습니다. 이렇게 하면 면의 섬유질이 보호되면서 부드럽고 탄력있게 삶을 수 있습니다.또한, 면을 끓일 때 면을 저어가며 삶는 것도 중요합니다. 면발의 가장자리가 끓는 물에 잠길 때까지 면을 저어가며 삶으면, 면발이 일어나지 않고 면이 고르게 삶아지게 됩니다. 이러한 방법으로 면을 삶으면 부드럽고 적당한 식감의 면발을 얻을 수 있습니다.궁금증 해소에 조금이나마 도움이 되었으면 좋겠습니다. 감사합니다.
생물·생명
Q. 어떤 기술이 암세포를 조사하고 치료하는 데에 사용될까요?
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.좋은 질문 감사합니다. 질문자님 말씀대로 암 진단과 치료에 사용되는 기술은 무수히 많지만, 그 중에서도 최근에 가장 인상적인 기술 중 하나는 면역 항암요법입니다.질문주신 면역 항암요법은 면역 체계를 이용하여 암세포를 공격하는 치료 방법입니다. 암은 종종 면역 체계의 작용을 회피하거나 무력화시키는 능력을 가지고 있습니다. 면역 항암요법은 이러한 암의 면역 회피 기전을 극복하고 면역 체계를 활성화시켜 암을 공격하는 것입니다.면역 항암요법에는 여러 가지 방법이 있습니다. 그 중에서도 가장 흔한 방법은 항체 치료입니다. 항체 치료는 인공적으로 만든 항체를 사용하여 암세포를 공격하는 것입니다. 이 항체는 암세포에 특이적으로 결합하여 면역 체계를 자극하고 암세포를 파괴합니다.또 다른 면역 항암요법으로는 T 세포 치료가 있습니다. 이 방법은 특정 유전자를 수정하여 T 세포를 암세포를 공격하는 "카르테 세포"로 만드는 것입니다. 이 카르테 세포는 암세포를 식별하여 파괴합니다.마지막으로, 면역 검사를 사용하여 암을 진단하는 방법도 있습니다. 이 방법은 면역 체계에서 만들어지는 특정 단백질인 "바이오마커"를 검출하여 암을 진단하는 것입니다.이러한 면역 항암요법 기술들은 암 치료 분야에서 중요한 역할을 하고 있으며, 암 환자들에게 더 나은 치료 옵션을 제공할 수 있는 가능성이 큽니다.
기계공학
Q. 금속의 형상기억합금은 주로 어떤 용도로 사용을 하나요?
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.우선 좋은 질문 감사합니다.질문자님께서 설명해주신것 처럼 형상기억합금은 변형된 모양을 기억하고 있어, 외부의 자극에 의해 초기 모양으로 돌아갈 수 있는 능력을 가지고 있는 재료입니다. 이러한 특성으로 인해 다양한 용도로 활용되고 있습니다.가장 대표적인 용도 중 하나는 의료기기 분야입니다. 형상기억합금은 안전하고 안정적인 재료로 인정받고 있어, 심장혈관 내 시술 도구, 치아교정용 장치, 인조심박기 등에 사용됩니다.또한 자동차, 항공기 등의 산업분야에서는 부품 제작에 사용됩니다. 예를 들어, 자동차의 브레이크 패드나 항공기의 하이드로폼핑 장치 등에 활용되어, 내구성과 안전성을 높이는 데 기여합니다.또한, 건축분야에서는 지진 등의 자연재해에 대한 대비책으로도 활용됩니다. 형상기억합금으로 제작된 건축자재는 지진이 발생할 때 변형되어 구조물의 안전성을 유지하며, 지진이 종료된 후 다시 초기 모양으로 돌아오는 기능을 가지고 있습니다.또한, 스포츠용품 분야에서도 사용되고 있습니다. 예를 들어, 골프용 클럽의 헤드나 라켓의 프레임 등에 사용되어, 탄성과 내구성을 높이는 데 기여합니다.이처럼 형상기억합금은 다양한 분야에서 활용될 수 있는 재료로, 연구와 개발이 지속적으로 이루어지고 있습니다.
토목공학
Q. 고준위 방사성물질 폐기장이 필수적인 이유는 무엇인가요?
질문자님 좋은 질문 감사합니다.우선 고준위 방사성 물질 폐기장은 방사성 핵종의 반감기가 매우 긴 원소들을 안전하게 보관하고 처리하기 위한 시설입니다. 이러한 방사성 핵종은 자연적으로 존재하는 방사성 원소가 아닌, 인위적으로 생산된 원소로서, 원자로 등에서 생산된 핵연료의 잔여물이나 의학, 산업 등에서 사용된 방사성 물질 등이 해당됩니다.아시다시피 고준위 방사성 물질은 반감기가 길기 때문에 수천 년에서 수십만 년간 방사성을 유지하며, 인체에 대한 위험성도 큽니다. 이러한 물질을 폐기할 때에는 안정성, 보관기간 등을 고려하여 매우 안전하게 처리해야 합니다. 그렇지 않을 경우 방사선 유출 등의 사고가 발생할 수 있으며, 그로 인한 환경 오염과 인체 건강에 대한 위험성이 발생할 수 있습니다.따라서 고준위 방사성 물질 폐기장은 반드시 필요한 시설이며, 안전하게 운영되어야 합니다. 그러나 폐기장 부족으로 인해 임시 방사성 물질 폐기장을 운영하는 등의 조치를 취하고 있습니다. 이에 대한 대안적인 대책도 필요하며, 핵연료의 재활용 등을 통해 방사성 물질의 양을 최소화하는 노력도 함께 이루어져야 합니다.감사합니다.
토목공학
Q. 포크레인은 어떠한 원리로 땅을 쉽게 팔수가 있죠?
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.포크레인은 일반적으로 크레인과 유사한 원리로 작동합니다. 크레인과 같이 포크레인도 기계의 전기나 유압 시스템을 통해 구동되며, 땅을 파는 작업은 주로 다음과 같은 과정으로 이루어집니다.1. 먼저, 포크레인의 앞쪽에 파고를 장착합니다. 이 파고는 지토나 암석을 파내는 데 사용되며, 보통은 큰 뾰족한 모양을 하고 있습니다.2. 포크레인을 작동시켜 파고를 지면에 박습니다. 이 때, 파고가 땅 속으로 파내어지는 깊이와 방향은 조작사의 조종에 따라 결정됩니다.3. 파고가 땅 속으로 파내어진 후에는 조작사가 땅을 살포시 파내어진 파고 주변으로 모아둡니다.4. 마지막으로, 파내어진 땅을 포크레인 끝에 장착된 그레이딩 박스나 덤프트럭 등으로 운반하여 원하는 위치에 이동시키거나 적재합니다.이러한 과정을 통해 포크레인은 효율적으로 땅을 파내어 건설 작업을 수행할 수 있습니다.감사합니다.
기계공학
Q. 섬유의 방수기능은 어떤 과학기술인가요?
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.우선 좋은 질문 감사합니다. 질문자님께서 궁금해하시는 섬유의 방수 기능은 주로 물을 퇴적시키는 효과를 가진 화학물질을 처리한 후에 나타납니다. 대표적인 방수 처리 방법은 플루오로카본수지를 사용하는 것입니다.플루오로카본수지는 친수성이 매우 낮은 성질을 가지고 있어 물방울이 섬유 표면에 머무르지 않고 떨어지도록 만듭니다. 이러한 성질을 효과적으로 나타내기 위해서는 플루오로카본수지의 높은 분자량과 고분자화가 필요합니다.또한, 섬유 표면에 방수 처리를 하는 것 외에도 섬유 내부에 방수제를 삽입하여 방수 기능을 높일 수 있습니다. 이는 섬유 내부의 공간에 방수제가 침투하여 물의 침투를 막는 원리로 작동합니다.하지만, 플루오로카본수지 등 방수 처리 방법에는 환경 오염 문제가 제기되어 있기 때문에 대안적인 방법을 연구하고 있습니다.감사합니다.
화학공학
Q. 유리는 어디서, 어떻게 추출하나요?
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.유리는 규산염과 같은 천연 광물에서 추출할 수 있습니다. 대표적으로는 국내에서는 경성암(硬性岩)과 같은 광물에서 규산염을 추출하여 유리를 만드는 경우가 많습니다.유리는 녹는점이 높기 때문에, 용융 상태에서 형태를 유지할 수 있는 안정적인 화학 물질들인 규산염, 석회, 소다 등의 원료를 사용합니다. 이러한 원료를 혼합하고, 1500도 정도로 가열하여 융합시키면 유리로 만들 수 있습니다.유리 제작 기술은 이미 기원전부터 존재하며, 고대 로마와 그리스, 중국 등에서도 유리 제작 기술이 사용되었습니다. 그러나 현재는 현대적인 제조 기술을 사용하여 대량 생산이 가능하고, 다양한 용도로 사용되고 있습니다.유리 원료인 규산염 등의 천연 광물은 지구의 표면에 풍부하게 분포하고 있으며, 따라서 이를 계속해서 채굴하여 유리를 생산할 수 있습니다. 그러나 자연환경에 대한 부작용이나 원료 부족 등의 이유로, 장기적으로는 대체재 개발이나 재활용 등의 방안을 모색해야 할 필요가 있습니다.궁금증해소에 조금이나마 도움이 되었으면 좋겠습니다. 감사합니다.
화학
Q. 원자력 발전소(원전)는 어떤식으로 에너지를 만들어내나요?
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.원자력 발전소에서는 핵분열을 이용하여 열 에너지를 만들어 전기를 생산합니다. 핵분열은 원자핵을 물질입자의 충돌 등으로 분할시켜 놓음으로써 발생하는 열 에너지를 이용하는 과정입니다.원자핵은 양성자와 중성자로 구성되어 있으며, 핵분열은 핵 반응으로서 원자핵을 더 작은 조각으로 쪼개는 과정입니다. 핵분열을 유도하기 위해 중성자를 사용하는데, 중성자가 원자핵에 충돌하면 원자핵은 분열하여 열 에너지와 추가적인 중성자를 방출합니다. 이 추가 중성자가 또 다른 원자핵에 충돌하면 더 많은 원자핵이 분열하며, 이 과정에서 발생하는 열 에너지를 수집하여 전기를 생산하는 것이 원자력 발전소의 기본 원리입니다.원자력 발전소에서는 이러한 핵분열과정을 제어하여 원하는 만큼의 열 에너지를 생성합니다. 이 열 에너지는 원자로부터 발생하므로 폭발의 위험이 없으며, 대량의 전기 생산이 가능합니다. 하지만, 방사능 물질을 다루는 과정에서 방사능 오염의 위험이 있기 때문에 안전에 대한 최고 수준의 주의가 필요합니다.감사합니다!