안녕하세요 문민기 전문가입니다.
토목공학
Q. 바다와 강은 어떻게 구분을 짓나요?
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.바다와 강을 염분의 기준으로 구분할 것 같지만 엄밀히 염분의 기준만으로는 구분은 안됩니다.강하류는 조수간만의 영향으로 만조시 바닷물이 강 중류까지도 올라오기에 이런 염분만으로는 구분을 할 수 없고 강과 바다를 나누는 기준은 강물이 흐르는 수로가 바다와 닿아있는 곳을 경계로 구분을 짓습니다.
지구과학·천문우주
Q. 눈이 만들어지는 원리가 무엇인지 궁금해요.
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.맞습니다. 눈도 승증기로 만들어지는 건데 이 수증기가 상승기류를 타고 더 높은 곳으로 가고, 높은 고도일수록 온도가 낮아 지기에 이 수증기가 얼기 시작합니다. 이렇게 작은 얼음 입자가 형성되면서 주위의 수증기를 계속해서 흡수하다가 일정 무게에 다다르게 되면 지표면으로 떨어지게 됩니다. 눈이라는게 기온이 높은경우에는 이 결정이 녹아 비가 되기도 하고 온도가 너무 낮은 경우에는 대기중에 수증기가 추위로 인하여 급격히 줄어들기 때문에 잘 만들어지지도 않는데요 작성자분께서 궁금해하는 얼음은 보통 싸락눈이나 작은 우박 형식으로 되어 떨어집니다. 싸락눈은 겨울에 기온이 0도에 가까울 때 눈의 결정이 눈 속을 낙하하는 중에 과냉각의 물방울이 충돌하여 얼어 붙게되는데 이 얼어 붙은 눈의 입자가 매우 많아져서 원래의 결정을 완전히 덮어씌울 때 내리는 것이고, 작은 우박은 적란운에 따라서 기온이 0도보다 높을 때 내리는데 적란운이 영하 5도에서 영하 10도의 온도로 되는 고도에 도달할 때 빙정이 생기고 그것이 낙하하게 되는겁니다.
화학
Q. 원자력 발전소를 소형화하면 어떤 이점 있는지 궁금합니다.
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.대형 원전과의 비교에서 이점만을 설명드리겠습니다.소형 원전의 경우 발전용량이 300MW급 정도를 칭하는데 공장에서 제작조립이 가능하기 때문에 건설 기간을 줄여 비용 절감이 가장 큽니다.또한 대형 원전은 시설이 원자로와 증기 발생기등 각 각 분리되어 있는데 소형원전은 일체형으로 모든 장비가 원자로에 들어가 있습니다. 이 원자로는 수조 안에서 작동하기에 사고가 발생해도 원자로 주변의 물로 바로 열을 식힐 수 있어 분리되어 있는 대형 원전보다 상대적으로 안전하다는 이점도 있습니다.하지만 이외에는 대형 원전과의 비교에서 커다란 이점은 없는데 소형원전이라고 해서 대형원전에 필요한 인력이 줄어드는 것도 아니기에 사용하는데 단가가 크게 차이가 있지도 않으며 오히려 발전용량이 적어서 대형 원전의 1200MW만큼의 발전용량을 내기 위해서는 4대의 소형 원전이 필요하니 어찌보면 유지 비용이 더 클 수도 있구요. 이 소형원전의 상용화를 위해서는 아직도 연구가 더 필요한 상태기는 합니다.
지구과학·천문우주
Q. GPS위 장확도는 어느정도 되나요?
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.일반적으로 쓰이느 gps의 정확도는 20m이내의 오차범위에 있습니다.최근에는 이러한 기존 gps보다도 정밀한 위치 정보를 제공하는 DGPS와 CDGPS 기술도 개발되고 있는데 이것들의 오차는 1cm로 매우정밀하죠.전세계 어니곳이든 위치 추적이 가능한 게 GPS인데 이게 가능한 이유는 지구 궤도를 돌고 있는 인공위성이 어떤 곳에서든 4개의 위성이 항상 보이게 배치되어 있기에 전파수신만 가능하다면 날씨와 관계없이 정확한 위치 정보를 보내기 때문입니다.
화학
Q. 사람에게 필요한 것은 공기인가요? 아니면 산소인가요?
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.정확하게 표현하면 우리에게 필요한건 산소입니다.공기는 혼합기체로 주로 산소와 질소로 이루어져 있는데 이 약 78%가 질소로 이루어져 있고 산소는 21%의 농도가 있으니 엄밀히 따지면 이 공기에 21%산소가 필요한 부분입니다.우리가 일반적으로 대기 중에 흡입하는 산소 농도는 21%이며 산소의 농도가 1%만 감소하더라도 우리가 체감하는 차이는 어마어마합니다.일반적으로 강원도나 아니면 숲이 울창한 곳이나 시골을 가면 쾌적한 공기가 느껴진다고 하는데 이 때의 산소농도가 21%이며 서울의 산소농도는 20.5%로 겨우 0.5%의 차이이지만 두 곳에서 비교했을 때 느껴지는 쾌적함은 차이가 큽니다.만일 산소농도가 19%까지 떨어진다면 자신의 이름도 제대로 쓰지 못할 정도이며 산소의 농도가 30%가 된다면 뇌의 지각능력과 수행능력이 향상하게 됩니다. 산소의 농도에 따른 효과를 보자면 만일 산소농도가 35~50%라면 운동능력이 최대가 되고 피로회복의 효과가 크며 산소 중독의 가능성또한 없습니다. 산소 농도가 21~23%정도라도 운동 능력은 증가하는데 30%의 농도만 되어도 운동능력은 10%이상 상승한다고 합니다. 하지만 산소 농도가 19~20%정도로 떨어지면 CO의 급증으로 답답함이 느껴지고 18%일 때는 가스렌지의 불이꺼지면서 두통이 느껴지고 15~16%라면 현기증을 동반한 호흡수가 증가하며 12%이하로 떨어지면 사망의 위험이 커지며 7%이하면 사망에 이르게됩니다.
전기·전자
Q. 회사에서 배출되는 음식물쓰레기로 전기를 생산할수있을까요??
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.요즘 많은 지자체에서 음식물 쓰레기로 전기 생산을 하는 시설을 도입하고 있는데 이 음식물쓰레기를 처리하는 과정에서 발생하는 소화 가스를 활용하여 전기를 생산합니다. 사실 음식물 쓰레기를 처리할 때 발생하는 메탄가스는 환경오염의 주범중 하나로 지구온난화 유발 효과가 이산화탄소의 80배에 달하는 기체입니다.그런데 이 메탄을 잘 활용하여 전기나 열을 만드는 재생에너지가 되니 굉장한 발견인거죠.간단하게 방법을 설명하자면 메탄가스의 매립가스를 포집한 후 황화수소등의 이물질을 제거하고 연료를 사용해 증기를 만든 뒤 그 증기로 터빈을 돌려 전기를 만드는겁니다.
생물·생명
Q. 공룡이 멸종된 이유는 무엇이라고 할 수 있나요?
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.공룡이 멸종한 정확한 원인은 아직까지도 설와설래중입니다. 단지 많은 공룡 화석이 발견되어 공룡이 살았다는 것을 추측하고 지금으로부터 약 6500만년에 중생대에서 신생대로 넘어가는 시기에 공룡은 멸종하였다고 보는 것이구요. 이 때 해양에서 생존하는 생명체들역시 70%이상이 사라졌으니 지구에 무언가 커다란 재해나 혼란이 있었지 않나 추측하는 것이지요. 지금 가장 유력한 설은 소행성 충돌로 인하여 공룡이 멸종하였다는 이론이 널리 인정되고 있습니다.지구에 소행성이 충돌하여 지각이 움직이고 지구의 환경이 급격히 변하여 추운 겨울이 되어 공룡들이 추위에 적응하지 못하여 지구에서 사라졌다는 이론입니다. 물론 추위에 적응을 못한 것만이 문제가 아니라 이러한 기온의 감소가 일어난 이유는 소행성 충돌 후에 그 충격으로 엄청난 양의 먼지와 파편이 대기로 방출되어 태양의 빛을 차단하면서 전 세계적으로 냉각기에 들어가고 이로인하여 식물들은 빛이 없어 광합성을 할 수 없고, 이로인해 초식동물들은 먹이가 없기에 생존을 못하고 이러한 먹이 사슬의 정점인 육식공룡의 생존에 영향을 미쳤다는게 가장 유력한 설입니다.
지구과학·천문우주
Q. 왜 지구는 둥글게 보이는 것인가요????
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.맞습니다. 지구뿐만 아니라 첸체가 등근 이유는 항성의 중심에서 끌어당기는 중력 때문입니다.이 중력은 실제로 우주에서 작용하는 힘중에 가장 약한 힘이지만 천체에 적용할 때 만큼은 질량과 밀도에 의해서 엄청나게 큰 힘으로 작용하게 됩니다. 중력은 천체의 중심에서부터 모든 방향에 동일하게 작용하기에 중심에서 표면까지 일정한 구 모양을 형성하게 됩니다.물론 여기서 드는 의문점은 중력의 작용이라고 해서 바다가 있고 산이 있고 들이있으며 각각에 밀도도 다르고 액체가 아닌 고체 상태로 굳는데 어떻게 작용하여 구를 형성하는지 의문이 듭니다.그건 초기 행성이 만들어질 당시에는 유체의 상태인데 왜냐하면 작은 천체조각들이 부딪혀서 행성이 만들어지는데 이 조각들이 부딪히면 액체 상태로 녹으면서 커지게 되는데 유체 상태로 둥근 모양을 간춘 후에 식으면서 굳어지는 겁니다. 실제로 이러한 유체 상태의 조정을 제대로 거치지 못한 소행성들은 울퉁불퉁한 모양이며 목성이나 토성등을 보면 구가 아니라 약간은 납작한 것을 알 수 있는데 이는 이들 행성이 대부분 수소나 헬륨으로 이루어진 기체 상태기 때문입니다.
지구과학·천문우주
Q. 비는 구름에서 물이 모여서 내리는게 비라고 아는데요
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.영국이 비가 자주 내리기는 하는데 실제로는 강우량 자체는 그렇게 높지 않습니다. 다만 날씨자체가 예측불허라서 하루종일 내리는 것이 아니라 하루중 언제 내릴지 가늠하기 어렵고 맑다가도 몇 시간후 갑자기 날이 나빠져 비가 내리기도 하는 기후지요.영국은 온대기후 중 서양해양성 기후에 속합니다. 그래서 비가 자주 내리는데 대서양에서 불어오는 남서풍의 영향을 받아 바다에서 불어오는 온화한 바람이 습한 공기를 몰고 와서 1년내내 습하게 되는겁니다.
지구과학·천문우주
Q. 바람이 부는 이유는 지구가 자전해서인가요?
안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.바람이 부는 이유는 대지의 온도가 올라가면 지표면위의 공기가 따뜻해지면서 이 공기는 서서히 상승하게 됩니다. 그러면 이 빈 공간에 차가운 공기가 채워지게 되고 위로 올라간 따뜻한 공기는 다시 순환하면서 아래로 내려오게 됩니다. 이러한 과정을 통하여 바람이 불게됩니다. 간단하게 설명하면 이런데 바람은 공기가 움직이는 것이고 이 공기가 움직이는 이유는 기압차이 때문입니다.기압이 높은 곳에서 낮은곳으로 공기가 움직이면서 바람이 부는 것이죠.예로 바다와 육지에서 부는 바람의 경우 낮에는 육지의 온도가 더 빨리 높아지면서 육지의 따뜻한 공기가 상승하면서 육지의 공기압이 낮아지고 바다의 공기압이 육지의 공기압보다 높아져서 바다에서 육지로 바람이 붑니다. 이를 해풀이라고 하고 반대의 경우 밤에는 육지의 온도가 더 먼저 식으면서 온도가 더 높은 바다의 공기가 상승하고 고기압인 육지에서 저기압인 바다로 육풍이 불게되는것이죠.