안녕하세요 염정흠 전문가입니다.
Q. 라디에이터의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.라디에이터 내부에 액체가 들어가 있는데 그 액체를 가열하여 코일로 흐르게 합니다. 코일을 타고 흐르는 뜨거운 액체의 열기가 구불구불하게 만들어 뭉쳐둔 금속체로 전달됩니다. 데워진 금속이 주변 공기로 열을 방출하여 난방하는 장치입니다. 보일러와 비슷한 원리입니다. 보일러에서도 물을 데워서 바닥에 매립되어 있는 파이프를 타고 흘러 주변 콘크리트를 데워서 주변공기로 열을 방출하는 것입니다. 형태의 차이일 뿐 기본적인 개념은 비슷합니다.
Q. 자동차 모터 및 엔진에서 소음이 발생하는 이유나 원리?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.자동차 엔진은 실린더 내부에 공기와 연료가 혼합된 상태로 들어간 것이 높은 압력에서 폭발하면서 실린더 헤드를 위로 밀어올리는 힘으로 구동됩니다. 그런 실린더 여러개가 순차적으로 작동하면서 동력을 만들어내는 것이기 때문에 진동과 소음이 발생합니다. 그 외에도 여러 부품들이 움직이기 때문에 윤활제를 발라도 어느 정도의 마찰음이나 진동이 발생할 수 있습니다. 전기차 모터의 경우에는 전류가 흐르는 코일과 자기장의 상호작용으로 회전력을 만들고 그 힘이 여러 장치를 통해서 자동차의 바퀴를 회전시키는데 모터 속 코일의 회전시 내연엔빈에 비해서 매우 약하지만 소음과 진동을 발생시킬 수 있습니다.
Q. 눈이 와도 다른 곳은 눈이 쌓이는데 도로는 쌓이지 않을 때가 많이 있습니다.
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.도로에 눈이 안 쌓이는 여러가지 이유가 있을 겁니다. 그 중 대표적인 이유를 찾아보자면 제설작업이 도로 우선으로 이루어지는 것과 자동차의 통행으로 인해서 눈이 쌓이기 전에 흩어지거나 녹는 것이 있을 겁니다. 보통 제설작업은 염화칼륨을 뿌리거나 제설차가 다니면서 눈을 길가로 밀어내게 되는데 그런 작업이 차량 통행이 많은 도로 우선으로 이루어집니다. 눈이 너무 쌓여서 통행이 어려워지면 출근이 늦어지거나 출근을 못할 수 있고 각종 업무 차량들이 마비되기 때문이거나 위급차량들의 이동 등을 고려해서 도로를 우선으로 제설작업이 이루어집니다. 차량 통행에 의해서 눈이 제거되는 것은 눈이 쌓이기 전부터 차량 통행이 많을 때입니다. 도로 주변으로는 눈이 점차 쌓이고 있지만 차량 통행이 많은 도로라면 차량에 의해서 발생하는 여러 열기로 녹거나 눈이 쌓이기 전에 자동차가 지나가며 발생하는 바람에 의해서 흩어지는 것, 눈이 타이어에 밟히면서 빨리 녹아버리는 등의 이유가 있을 겁니다. 물론 이미 눈이 쌓였다면 타이어에 눌려서 더 단단해지고 얼음이 되어 버릴 수도 있습니다. 하지만 쌓이기 전이라면 지나가는 차에서 나오는 열기나 타이어 마찰열에 의해서 빨리 녹을 수도 있고, 쌓이기 전에 흩어지거나 자동차 무게에 눌려 빨리 녹을 수도 있는 것입니다. 이 경우는 자칫 블랙아이스를 발생시킬 수도 있기 때문에 결국 제설작업이 필요합니다. 그 외에 보기 드문 경우지만 통행량이 많은데 눈이 자주내려서 사공우려가 있는 구간에는 도로포장 밑으로 열선을 깔아두는 곳도 있습니다. 눈이 내리면 작동시켜서 눈이 쌓이는 것을 막기 위한 것인데 비용이 많이 들기 때문에 작업된 곳이 많지 않습니다.보통 위와 같은 이유에서 도로에 눈이 쌓이지 않을 것으로 생각됩니다.
Q. 텀블러나 에코백을 사용하면 실제로 환경에 도움이 되나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.어떻게 사용하냐에 따라 달라질 것 같습니다. 에코백의 경우 하나의 에코백을 131번 이상 사용해야지 환경 보호에 실질적인 효과가 있다는 연구 결과도 있었습니다. 쓰레기 문제로 대두되는 비닐봉지의 사용을 줄이고자 다회용 천가방을 사용하자는 것인데, 에코백 하나를 만드는데 소모되는 자원이 비닐봉지 보다 훨씬 많습니다. 에코백이 유행하기도 했고, 가격도 저렴하다는 점에서 한 짐에서 여러개를 구입해서 쓰는 경우가 많아 환경오염을 부추긴다는 의견도 많습니다.텀블러도 비슷합니다. 폴리프로필렌 소재의 경우 50번 이상, 스테인리스 소재의 경우 220번 이상 사용했을 때 환경보호 효과를 볼 수 있습니다. 하지만 이 또한 소집 욕구를 자극해 구매를 부추기는 경우가 많아 제작이나 폐기로 인해 발생하는 온실가스가 일회용 플라스틱 컵처럼 많이 발생할 수 있다고 합니다.정말 환경보호를 위해서 사용한다면 필요 이상으로 구매하지 않고 사용할 수 있는만큼 적극적으로 사용하는 것이 좋습니다. 환경을 보호하고자 만들어진 것이 환경에 악영향을 줄 수 있습니다.
Q. [화학] 치약은 어떤 화학성분으로 구성되어 있나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.치약 주성분은 제품마다 차이가 있지만 미세한 연마제와 불소(플루오르), 세정제(계면활성제), 보존제, 향료 및 감미료 등이 들어갑니다. 연마제가 치아 표면에 플라그와 착색을 제거해주고, 불소 성분이 무기질을 재흡수시켜 치아 표면을 단단하게 해줌으로써 충치균 침입이 쉽지 않게 해줍니다. 세정제로 치아와 입 속을 세정하여 줍니다. 보존제는 흔히 아는 방부제로 치약의 변질을 막아 오랜 기간 사용 가능하게 하려는 것이고, 구취를 줄이기 위해서 향료가 들어가거나 입 속에서 치약의 맛이 느껴지기 때문에 감미료를 넣기도 합니다. 치약 성분 중 불소나 계면활성제 등에 대한 불안감도 있기 때문에 함량이 적거나 빠지는 성분들도 있습니다. 현재 사용되는 치약이 없었을 때 고대 로마에서는 소변을 사용했다는 기록도 있습니다. 소변 속 암모니아가 노폐물을 녹인다고 해서 사용했다고 합니다. 그 외에도 모래를 사용하거나 소금을 사용하기도 했습니다. 우리의 선조들은 주로 소금을 사용해서 양치를 했다고 많이 알려져 있습니다.