안녕하세요 진정현 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 열기구는 어떤 원리로 하늘을 날개될까요?
안녕하세요. 진정현 과학전문가입니다.흔히 들어보셨을 원리인데 따뜻한 공기는 올라가고 차가운 공기는 내려간다는 이야기를 알고계신가요더운 공기는 비중이 작기 때문에 가벼워 대기 중에서 상승하는 현상이 나타납니다. 열기구는 이를 이용해서 기구 안의 공기를 불로 데우면, 비중이 가벼워지면서 하늘로 떠오르게 되는 기구 입니다.나중에는 수소를 채워서 수소가스는 더운 공기보다 더 가볍기 때문에 높이높이 올라가는 열기구를 만들기도 합니다.
전기·전자
Q. 태양광 발전기의 원리는 뭔가요?
안녕하세요. 진정현 과학전문가입니다.태양 전지판을 이용해 햇빛을 전기로 변환하는 발전 방식입니다.금속이 빛을 받으면 전자를 내놓는 광전 효과를 이용해 전기를 발생시킵니다. 반도체로 만들어진 태양 전지판이 빛을 받으면 태양광 에너지를 흡수해 전자의 에너지 상태가 변합니다.상태가 변한 전자는 반도체에 묶여 있지 않고 자유 전자가 되어 돌아다니게 되는데 이 전자를 흐르게 만들어 전기를 생산합니다.
화학
Q. 냉장고에 깨끗한 물을 얼려도 투명하거나 혹은 불투명하게 되는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 진정현 과학전문가입니다.냉장고에서 얼린 얼음은 투명하지 않고 뿌옇기 때문에 깔끔하고 청량한 분위기를 내기에는 한계가 있습니다.집에서 얼린 얼음이 불투명한 이유는 물속에 녹아 있던 공기가 물 밖으로 빠져 나가지 못하고 갇혔기 때문입니다.냉장고 안에 있는 물은 냉기에 직접 노출된 물의 표면부터 얼기 시작합니다. 시간이 지나면서 옆쪽과 아래쪽도 얼기 시작합니다. 이 과정에서 물은 얼지만 물속에 녹아있는 공기는 얼지 않기 때문에 공기는 얼음 밖으로 밀려 나갑니다.냉장고 안의 물이 바깥쪽부터 얼기 때문에 물속에 있던 공기는 바깥으로 빠져 나가지 못하고 얼음 속에 갇히게 됩니다. 얼음 크기가 점점 커지면서 밀려난 공기는 아직 얼지 않은 가운데로 몰리게 됩니다. 시간이 지나 그곳마저 얼어버리면 모여 있던 공기방울은 얼음 속에 하얗게 남게 됩니다.그래서 얼음을 만들 때 가장 나중에 언 곳이 불투명하게 보이는 것입니다. 냉장고에서 만들어진 얼음을 자세히 보면 얼음 전체가 불투명하지 않고 중간 아래쪽이 하얗게 되어 있는데 이 부분이 가장 나중에 언 곳입니다.
지구과학·천문우주
Q. 배가 물 속에서 뜰 수 있는 원리가 궁금해요
안녕하세요. 진정현 과학전문가입니다.물로 만들어진 공을 물속에 넣었을때 공은 물속에서 위아래로 받는 힘이 균형을 이룬 상태로 공은 자리를 지킵니다.배가 물에 뜨는 원리도 동일합니다.배는 물보다 밀도가 작은 물질을 이용했습니다. 조선기술이 점차 발달하면서 배의 밀도는 점점 감소했습니다. 배의 크기가 클수록 배의 총 밀도는 감소한다는 것을 알 수 있었습니다.그러면 배의 총 무게에 비해 부력에 여유가 생기기 때문에 더욱 많은 것을 배에 싣는 것이 가능해요.
화학
Q. 몸이 아프면 왜 몸에서 열이 날까요?
안녕하세요. 진정현 과학전문가입니다.체온이 올라가면 뇌의 시상하부가 이를 감지해 피부 혈관을 확장시키고 땀샘을 자극해 땀 분비를 촉진시키며 열을 떨어뜨려요. 반대로 체온이 내려가면 피부 혈관을 수축시키고 몸이 떨리는(오한) 근육 운동을 일으켜서 열을 다시 오르게 만든답니다.그런데 우리가 감기에 걸리거나 바이러스에 감염이 되면 몸에서 열이 나게 되죠. 이 병원균이 우리 몸 속으로 들어오면 우리의 몸은 병원균이 살지 못하는 환경으로 만들기 위해 열을 내는 것이랍니다. 병원균은 높은 온도에서는 죽기 때문인데요. 일단 우리를 병들게 하는 균이 침투하면 뇌의 시상하부가 우리 몸의 체온을 38도로 맞춘다고 해요. 그러니까 열이 난다는 것은 침투한 병원균을 무찌르기 위해 백혈구가 싸우는 걸 돕기 위한 우리 몸의 방어기제라고 할 수 있습니다.