안녕하세요 염정흠 전문가입니다.
Q. 사막의 기온차가 심한 이유를 알고 싶어요
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.모래가 비열이 낮기 때문입니다. 비열은 1kg의 물질을 1℃올리는데 필요한 열량(칼로리 양)입니다. 물의 비열이 1kcal / kg℃이기 때문에 온도를 1℃ 올리는데 1kcal의 열량이 필요합니다. 모래의 비열은 0.16kcal / kg℃로 온도 1℃를 올리는데 0.16kcal의 열량이 필요합니다. 그만큼 쉽게 데워진다는 것입니다. 반면 온도가 내려가는 것도 쉬운 것입니다. 사막지대는 그늘을 만들어줄 식물도 거의 없을 뿐더러 물도 찾아보기 힘든 곳입니다. 비열이 낮은 모래로 뒤덮여 있습니다. 그래서 낮시간에 내리 쬐는 태양빛에 의해서 빠르게 데워져서 매우 덥고 해가 지면 빠르게 식어버려서 추워지는 것입니다. 그렇게 해서 약 60℃ 정도의 큰 일교차가 발생합니다. 사막이 아닌 지역에서는 대지를 구성하는 토질도 다르고, 사막 보다 물이 많은 편입니다. 그리고 구름이나 식물 등 주변환경에서 태양열을 흡수해 줄 것들이 많아 밤에 열을 보존해줍니다. 그렇기에 일교차가 크지 않은 것입니다.
Q. 안개는 무엇 때문에 생기는 현상인지 궁금합니다.
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.해무는 해상에 생기는 안개입니다. 안개는 수증기를 많이 머금고 있던 따뜻한 공기가 찬 공기를 만나거나 급격히 기온이 낮아지면 이슬점에 이르게 됩니다. 이때 공기 중 수증기 일부를 작은 물입자 형태로 내보내게 되는데 미세한 물방울이 대기 중에 떠다니는 것이 안개입니다. 주로 새벽에 안개가 많은 것은 낮 동안 기온이 높아질 때 공기 중에 수증기가 많이 포함되는데 밤 사이 기온이 낮아지면서 수증기 일부가 작은 물입자가 되어 떠다니는 것입니다. 이러한 현상은 강이나 호수주변, 비가 내린지 얼마 안 된 산 속 등에서 많이 나타납니다.
Q. 동백나무에 열매가 달렸는데 동백나무도 열매가 있나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.동백나무도 열매가 열립니다. 열매를 그냥 식용으로 하지는 않고 열매 안에 씨로 동백기름을 짜서 머리 손질하거나 식용으로 사용되고, 최근에는 아토피성 피부염에 좋다고 밝혀졌다고 합니다. 꽃잎을 차로 마시기도 하고 여러 방식으로 섭취하거나 사용됩니다. 그 외에도 동백열매는 지혈과 타박상 치료제로도 사용합니다. 동백나무는 꽃, 잎, 열매에 이로운 성분(약효성분)이 많다고 알려져 있습니다.
Q. 유리는 고체인가요?? 액체인가요??
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.유리가 액체라고 여기는 몇 가지 요인이 있습니다. 하지만 결론부처 말씀드리자면 유리는 비결정성 고체입니다. 그래서 액체와 고체의 양면성을 가지고 있어 많은 논쟁이되고 있습니다. 보통 액체 상태일 때 높은 유동성을 가지고 있다고 인식합니다. 물을 기준으로 보면 액체 상태일 때 분자 사이 거리가 가깝지만 움직일 수 있지만 고체 상태일 때는 분자 간 거리가 일정하고 규칙적으로 배열되어 유동성을 가질 수 없습니다. 그리고 어는 점과 녹는점이 명확합니다. 유리는 명확하게 녹는점아 존재하지 않아서 고체와 액체의 경계가 모호합니다. 유리는 일반적으로 700~800도에서 녹지만 냉각시킬 경우 규소1원자와 산소4원자로 형성된 정사면체가 공간적으로 무질서하게 배열되어 그물처럼 이어져 있게 됩니다. (물을 예로 들때 고체는 규칙적이고 분자간 거리가 일정하고 했었죠.) 즉 유리는 비결정성을 가진 것입니다. 이러한 분자 구조는 액체와 비슷하여 액체라고 여겨지기도 합니다. 다음으로 고체 분자의 경우 대부분 서로 붙어 있어 빛을 투과하지 않는 것이 많습니다. 액체와 기체의 경우 분자들이 떨어져 있어 빛이 투과될 수 있습니다. 유리의 경우 빛을 받게 되면 빛을 반사하거나 흡수하지 않고 투과시키기 때문에 투명한 것입니다. 빛을 투과시는 성질 또한 액체가 가진 성질과 비슷해 유리가 액체라고 주장하기도 합니다. 고체는 유동성이 없지만 액체는 분자 배열이 불규칙하기 때문에 흐르는 성질을 가질 수 있습니다. 유리는 시간이 오래 지나도 흐르지 않습니다. 혹자는 중세시대 때 제작된 유리의 밑부분이 더 두꺼운 것이 미세하게 흐른 것이 아니냐고 하였습니다. 하지만 그것은 당시 공정 상의 한계로 인하여 판유리 아래 부분이 두껍게 제작될 수 밖에 없었던 것으로 보고 있습니다.유리는 석영, 탄산, 소다, 석회암을 섞어서 고온으로 녹인 후 급하게 냉각시켜서 제작합니다. 이 과정에서 결정을 형성하지 못하고 비결정 고체가 된 것입니다. 액체가 서서히 온도가 내려가면 액체를 이루는 입자들이 규칙적으로 배열되면서 결정성 고체가 될 수 있습니다. 유리는 비결정 고체이기 때문에 액체와 고체의 양면성을 가지고 있는 것으로 인해 많은 논쟁이 있었지만 결론적으로 비결정 고체이지 유동성을 가지지 않기 때문에 액체는 아닙니다.
Q. 드라이기는 어떻게 바람의 온도가 조절되어 나오나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.드라이기 내부에는 전기가 지나가면서 저항으로 인해 발열하는 히팅코일이 있습니다. 이것을 송풍구에 설치하여 송풍되는 공기를 데워서 보내는 것입니다. 히팅코일은 전기난로에서도 보이는 용수철처럼 생긴 부속품으로 위에서 설명했듯이 전기저항에 의해서 발생하는 열을 이용한 것입니다. 코일의 뒤에서부터 송풍되는 공기가 코일이 있는 지점을 지나면서 따뜻하게 데워지는 것입니다.