안녕하세요 염정흠 전문가입니다.
생물·생명
Q. 개기월식이 개기일식에 비해 훨씬 긴 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.간단히 설명드리면 개기일식은 달이 지구와 태양 사이에 위치 했을 때 태양을 가리면서 생겨나는 현상이고, 개기월식은 태양과 달 사이에 지구가 위치하면서 달로 가는 태양빛을 지구가 가리면서 생겨나는 현상인 것은 아실겁니다.(보통 달이 지구의 그림자에 들어간다고 표현하죠) 그 중에 개기일식이 더 짧은 이유는 달과 지구의 크기 차이(지구 크기가 달 크기 보다 세 배 조금 넘게 큽니다)와 태양, 지구, 달의 위치 관계가 시간 차이를 만들어 냅니다. 첨부한 이미지를 보시면 일식과 월식 때 생겨나는 그림자의 범위 차이를 쉽게 알 수 있을 겁니다. 특히 일식은 달의 그림자 중심에 가깝게 위치해 있어야지 제대로 관찰할 수 있는데 그 범위가 좁기 때문에 중심에서 많이 벗어난 곳일수록 관찰시간이 짧아지고 부분 일식으로 보일 수 있습니다. 이미지를 참고하면서 월식은 지구의 그림자에 달이 들어가면서 볼 수 있는 현상이고, 일식은 달의 그림자에 관찰자가 들어가게 되면서 볼 수 있는 현상이라고 생각하면 각 현상을 관찰할 수 있는 시간의 차이가 커질 수 있다는 것을 알 수 있을 겁니다. 과학적인 이유라고 해야할 지 어떨지 모르겠지만 천체의 물리적 크기 차이로 인한 것이라 생각하시면 좋을 것 같습니다.
화학
Q. 비누를 피부에 문지르면 어떻게 때를 없앨 수 있나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.간단하게 설명드리자면 비누에는 친유성물질과 진수성물질이 포함되어 있습니다. 보통 때는 유분이고, 세균들도 그 때에 많이 붙어 있습니다. 비누로 문질러서 씻으면 그 속에 친유성물질이 때와 반응해서 피부에서 떨어져나오게 되고, 친수성물질이 그 사이에 묻으면서 때가 완전히 분리되어 물에 씻겨 나가는 원리입니다. 손을 비누로 30초 이상 씻으라고 하는 것도 그 반응이 일어나기 충분한 시간을 주기 위함입니다.아로올 소독도 세균을 죽일 수 있지만 그대로 피부에 남아있기 때문에 비누로 씻는 것이 더 청결할 수 있습니다.
토목공학
Q. 겨울철 논이나 농가 주택에 보이는 하얀 더미는 무엇인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.짚단입니다. 예전에는 작은 묶음으로 끈이나 찦으로 묶어서 쌓아뒀었는데 그렇게 하면 비를 맞게 되고, 옮기는게 불편합니다. 그래서 요즘에는 크게 한 덩어리로 모으고, 하얀색 비닐로 감싸둡니다. 그렇게 하면 장비를이용해서 옮기기 편하고 비를 맞지 않아 최대한 마른 상태로 축산농가 등 필요한 곳에 납품할 수 있습니다.
토목공학
Q. 물때는 왜 붉은색을 띄는 것일까요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.욕실에 붉은색 물때 같은 것은 잡균들이 번식해서 만들어진 것으로 붉은색 곰팡이라고도 합니다. 그 원인은 색소를 유발하는 세균들이 번식하면서 생겨나는 것입니다. 붉은색 곰팡이는 공기나 토양 중에 흔히 존재하는 종으로 상대적으로 습도가 높은 장소의 공기 중에 부유하고 있다가 타일이나 위생도기 등에 증식해서 보이는 것입니다. 다행이 인체에는 무해하고 수질검사결과 인체유해 중금속 및 유기화합물은 검출되지 않았다고 합니다. 그 외에도 생기는 경우가 있는데 화장실 타일의 코발트 화힙물이 물이나 세제 등에 용해되어 만들어지기도 합니다. 보통 신축 건물이나 리모델링 건물에서 주로 나타나는 경우입니다. 그런 경우 몇 년이 지나면 생기지 않게 됩니다. 계속 해서 생긴다면 위에 설명한 세균에 의한 것입니다.붉은색 곰팡이에 의해 생기는 것이라면 욕실을 건조한 상태로 유지되게 환기를 자주 시켜주는 것이 좋습니다. 해당 균이 고온다습한 환경을 좋아하기 때문에 물이 고인 곳이 생기지 않도록 해주는게 예방에 도움이 됩니다. 정기적으로 청소를 잘 해주시고 욕실을 건조하게 만들어 주십시오.
화학
Q. 주유를 가득하는 것과 조금씩 하는게 연비에 어떤 차이 있나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.적게 주유를 하면 가득 주유했을 때 보다 차량의 무게가 적게 늘어나니까 연비에 도움은 될 겁니다. 하지만 큰 차이는 없습니다. 연료통이 50리터인 차에 25리터를 주유한다면 나머지 25리터 만큼 무게가 덜 나가겠지만 그 무게는 휘발유 기준으로 대략 18.8키로그램 정도 차이입니다. 건강한 성인 기준으로 여성 한 명의 체중에도 못 미칠 무게입니다. 그 정도로 연비에 얼마나 차이를 줄지 의문입니다. 연비는 차량의 컨디션과 운전자의 운전습관이 더 크게 작용합니다. 급출발과 급제동만 줄여도 연비는 많이 좋아집니다. 그리고 정속 주행을 길게 할수록 연비가 좋아지는데 휘발유 기준 시속 70~90키로 정도에서 정속주행을 할 때 연비가 가장 좋습니다.(차종에 따라 차이는 있습니다) 그 외에 소모품이나 자동차의 정비 상태에 따라 차이가 생길 수 있습니다. 보통 공차중량이 1000키로그램이 넘어가는데 2,30키로그램 정도 늘어난다고 연비에 큰 영향을 주지 않을 뿐더라 연료통에 기름이 적은 상태로 운행하다 보면 기름통 내부에 조금씩 쌓일 수 있는 이물질이(일부 전문가는 오일필터가 있어도 조금씩 생길 수 있다고 봅니다) 기름과 섞여 엔진으로 더 잘 유입될 수 있습니다. 그래서 기름이 바닥날 때까지 운행하는 상황을 되도록 피하라는 전문가도 있습니다. 이는 차량 컨디션에 영향을 줄 수 있습니다.연비 체크를 꾸준히 하면 차량 컨디션 변화도 확인할 수 있으니 연비 체크가 쉽게 가득 주유하고 다니는게 편할 겁니다. 연비 변화가 클 경우 차량에 문제가 있을 수도 있으니 잘 체크해 주십시오.
생물·생명
Q. 아빠는 A형 엄마는 B형인데 O형인 아이가 태어나는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.혈액형은 보통 A, B, AB, O 형으로 나타내는데 각 혈액형의 유전자 구조는 한 쌍의 복대립 유전입니다. 유전자 우열 관계로 인해 4가지 타입으로 표현되는데 실제로 6가지의 유전자형을 가집니다. A, B, O의 우열관계를 보면 A와 B는 유전자 O에 대해서 우성입니다. A와 B 사이에는 우열관계가 없습니다. 그래서 AO형 경우 A형으로, BO형 경우 B형으로 표현됩니다. 질문처럼 A형과 B형 사이에서 O형이 나왔다는 것은 AO와 BO가 만나 O형 유전자끼리 합쳐진 것입니다. ABO식 혈액형을 잘 정리한 이미지가 있어서 첨부하겠습니다. 각 혈액형들이 만났을 때 태어날 수 있는 혈액형이 정리되어 있습니다. 참고하시기 바랍니다.
기계공학
Q. 소리를 내게하는 것만으로 유리잔이 어떻게 깨지나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.유리잔 또는 물체 마다 고유의 진동수가 있습니다. 그런 물체의 앞에 같은 진동수의 소리를 계속 흘려 보내면 그 영향으로 물체가 반응해서 진동을 하는데 유리와 같이 깨지기 쉬운 물체의 경우 강제 진동 공명이라는 현상에 의해서 깨지기도 합니다. 와인잔 같이 얇은 유리잔 같은 경우 사람이 와인잔의 고유 진동수를 기억해 목소리로 같은 진동수의 소리를 지속적으로 내서 깬 사례도 있습니다. 강도가 높은 물체의 경우 쉽지 않겠지만 이론 상으로는 고유의 진동수와 같은 소리를 지속적으로 흘려보내면 깨뜨릴 수 있습니다. 그러기 위해서는 매우 큰 소리가 필요할 수도 있습니다.그네를 밀 때 앞으로 가야할 티이밍을 잘 맞춰서 밀면 힘을 덜 들이고 밀 수 있고, 앞으로 가는 힘이 더 커지는 것을 볼 수 있습니다. 강제 공명 현상은 이와 비슷합니다. 유리가 진동하는 주기에 맞춰서 소리를 흘려 보내면 그 진동의 크기는 점차 커지는데, 유리잔이 버틸 수 없는 크기가 되면 깨지는 것입니다.순서를 정리하자면 유리잔의 고유 진동수와 동일한 진동수의 소리를 내면 조용히 있던 유리잔이 진동하기 시작합니다. 그 소리가 지속되면 유리의 진동 크기가 커지고, 유리잔이 버틸 수 없는 크기가 되면 깨지는 것입니다. 이것이 공명현상(강제 공명)에 의해서 유리잔이 깨지는 원인입니다.
화학
Q. 지붕 단열재료 중 유리섬유와 미네랄울..
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.그라스울(유리섬유)는 유리원료인 규사를 섬유화 해서 만든 것이고, 미네랄울은 규산 칼슘계 광물을 섬유화 해서 만든 것입니다. 간단하게는 그라스울은 유리, 미네랄울은 돌로 만든다고 표현하는 사람들도 있습니다. 둘 다 내화, 단열, 흡음재로 사용되고 있습니다.그라스울과 미네랄울은 화재시 유독가스가 발생하지 않고, 화염전파가 거의 없는 불연재입니다. 둘을 비교했을 때 그라스울이 열과 습기에 약합니다. 그래서 토치로 가열했을 때 더 잘 타는 겁니다.하지만 다른 단열재와 비교했을 때는 불연성능이 좋습니다. 그라스울은 물이 닿으면 배출하지 않고 머금고 있기 때문에 무게가 무거워져서 판넬이 쳐질 수도 있습니다. 형태는 비슷하지만 미네랄울이 그라스울의 단점을 보완한 것이라 보셔도 좋습니다.단열성능 테스트 방식은 다릅니다. 불연성능은 해당 제품을 가열하는 방식이라면 단열성능은 해당제품의 양면의 온도 차이를 두고 일정시간이 지난 후 온도 변화를 통해서 제품의 열전도률을 측정하는 것입니다. 정확한 기준은 KS 기준 등이 정해져 있어서 인증된 기관에서 그 기준에 나온 시험방식대로 시행되어야 합니다. 그 후 인증서를 발급 받을 수 있습니다.
화학공학
Q. 소금으로 락스를 만들 수 있나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.락스의 주성분은 차아염소산나트륨(NaOCl)입니다. 초기에는 염소기체를 탄산나트륨(Na2CO3) 수용액에 통과시키는 방법으로 만들어냈습니다. 현재는 수산화나트륨(가성소다, NaOH)와 염소(Cl)를 반응시키는 후커프로세스(압출가공의 일종)라고 불리는 공정을 통해서 생산합니다. 그 과정에 필요한 수산화나트륨을 제조하기 위해서 소금이 사용됩니다. 소금(NaCl, 염화나트륨)을 전기분해해서 나트륨을 추출한 뒤 물과 반응시키거나 소금물(염화나트륨 수용액)을 전기분해한 뒤 수산화나트륨을 만들어냅니다. 화학식으로 보면 아래와 같습니다.2NaCl + H2O -> 2NaOH + Cl2 + H2 (전기분해)보시면 대충 아시겠지만 위 과정에서 차아염소산나트륨을 만들 때 필요한 수산화나트륨과 염소가 만들어집니다. 위에서 얻어진 것을 다시 반응시키면 화학식이 아래와 같습니다.2NaOH + Cl2 -> NaOCl + H2O + NaCl위 과정에서 차아염소산나트륨이 만들어지고 그것을 사용하여 가정에서 사용하고 있는 락스가 만들어집니다. 락스는 차아염소산나트륨 3~6% 희석되어 있는 용액입니다. (유한락스 경유 5.5% 농도로 희석된다고 합니다)이미 희석된 것임에도 사용용도에 따라서 설명서에 맞게 희석하여 사용해야 합니다. 그만큼 반응성과 산화력이 강함을 알 수 있습니다. 차아염소산나트륨은 암모니아와 같은 질소 화합물과 반응시키면 휘발성 높은 독성 기체인 클로라민, 디클로라민, 삼염화질소를 형성하니 주의해야 합니다. 그리고, 차아염소산나트륨을 가열하게 되면 염화나트륨(소금)과 염소산나트륨으로 분해되는데 60도 이상으로 가열하면 염소 기체가 발생할 수 있으니 차아염소산나트륨이 포함된 락스를 가열하는 것을 삼가야 합니다. 주의사항에도 뜨거운 물과 사용하면 안된다고 되어 있습니다.추가적인 내용을 많이 적기는 했는데 질문에 대한 답변을 드리자면 락스의 주성분을 소금으로 만들 수 있습니다.
화학
Q. 손으로 많이 만진 종이는 왜 점점 색깔이 누렇게 변할까요
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.종이는 유수분을 잘 흡수하는 것을 아실겁니다. 그리고 종이를 현미경 등으로 확대해서 보면 아래 사진처럼 보입니다. 사진에도 보이듯이 표면이 거칠고, 틈새가 많습니다. 그 틈에 유분(때)가 끼면서 변색이 됩니다.