안녕하세요 염정흠 전문가입니다.
토목공학
Q. 보일러를 틀면 바닥이 따뜻해지는 이유는 무엇인가요
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.우선 보일러에서 물이 따뜻해지는 것주터 설명 드리겠습니다. 보일러 내부에는 물이 흘러다니는 금속배관이 있고, 그 배관코일 아래에서 가스나 기름 등을 연소시켜서 열을 가하는 버너가 있습니다. 버너에 불을 발생시키고 그 위에 있는 배관코일로 물을 흘려보내면서 가열하여 따뜻한 물을 만들어줍니다. 그렇게 데워진 물은 보일러에서 온수 분배기로 간 뒤 수전에 연결된 온수배관으로 가거나 난방을 작동시킨 실로 가도록 조절합니다. 예전에는 보일러를 작동시키면 모든 실로 온수가 흘러갔지만 점차 기술이 발달하여 각 실별로 난방 여부에 따라 흘러가도록 조절할 수 있습니다. 욕실이나 주방에 수전으로 갈 때는 해당 수전의 온수레버를 열면 흘러가도록 되어 있습니다. 이때 해당 수전에서 바로 온수가 나올 수 있게 해주는 설비도 있습니다. 하지만 비용적인 측면에서 잘 설치하지 않기 때문에 보통 분배기에서 수전까지 온수가 이동할 시간 동안은 따뜻한 물이 나오지 않습니다. 각 실 바닥이 따뜻해 지는 것은 보일러를 설치할 때 미리 온수배관을 각 실로 적당한 간격으로 깔아둡니다. 그 위로 무근콘크리트를 덮어서 바닥을 만들고 마감재를 덮어둔 것입니다. 그러면 온수가 배관을 따라 흐르며 콘크리트를 따뜻하게 데워주는데 처음 데울 때는 오래 걸리지만 한 번 데워진 바닥은 보일러가 꺼지고도 오랜 시간 따뜻함을 유지하며 난방이 됩니다. 이 방식은 옛날 선조들의 온돌에서 이어진 방식으로 현대화 된 것입니다.
물리
Q. 총알이 날아갈 때 회전하는 방향은 남반구인가 북반구인가에따라 다를까요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.총알의 회전 방향은 총열 속 강선에 의해서 결정됩니다. 보통 총알의 형태가 작고 긴 형태며 무게중심이 뒤에 있습니다. 그렇기 때문에 회전 없이 날아가면 앞뒤가 뒤집히며 날아갈 수도 있습니다. 만약 회전을 줘서 날아가게 하면 자이로 효과에 의해서 앞뒤가 뒤집히지 않고 그대로 날아갈 수 있는 것입니다. 간단히 설명을 하자면 일정방향으로 회전축을 중심으로 회전하는 물체는 회전관성에 의해 외부에서 가해지는 힘에 반하는 힘이 생겨 비행체가 날아가는데 안정도가 증가하는 것입니다. 어느 한부분에 큰 각도로 힘을 작용하여 모멘트가 가해지지 않으면 일정 방향으로 잘 날아갈 수 있습니다. 총알에 이러한 회전을 주기 위해서 총열을 따라 강선이라는 나선형 홈을 파두게 됩니다. 그러면 총알이 발사되어 총열을 따라가는 동안 강선의 방향으로 회전력을 얻게 되는 것입니다. 일부 강선이 없는 총도 있지만 대부분의 총포에는 강선이 있습니다. 강선이 없는 총의 경우 가까운 거리에서의 운동에너지가 높은 편이지만 거리가 멀어질수록 정확도는 낮아집니다. 강선이 있은 총은 총열과 총알 간 마찰로 인해 총열에 많이 열이 발생하고, 사거리가 감소할 수 있습니다.
전기·전자
Q. 날개없는 선풍기의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.날개가 숨겨져 있는 것입니다. 본체 속에 작은 날개가 돌아가고 통로를 통해서 바람이 흘러 나오는 것입니다. 날개가 작기 때문에 나오는 바람이 나오는 부분 틈을 좁게 하여 내부에서 압력이 높아져서 바람이 세게 나올 수 있게 만들기도 합니다. 장점은 날개에 손이 닿을 일이 없어서 안전하지만, 단점은 속에 쌓인 먼지를 청소하기가 힘들다는 것입니다.
생물·생명
Q. 곤충이 바다건너까지 비행이 가능하다다고 하던데 사실인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.곤충들의 비행능력은 수천 키로까지도 이동이 가능할 정도입니다. 그리고 고추잠자리 같은 경우 태풍 같은 강한 바람을 타고 우리나라로 날아옵니다. 태풍이 적은 시기에는 적게 보이기도 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 종이컵의 경우 어떻게 물과 접촉해도 젖지 않을수가 있는 건가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.종이컵은 내부에 코팅이 됩니다. 내부에 폴리에틸렌이나 수용성 아크릴수지 같은 성분의 코팅을 입혀줍니다. 요즘은 친환경제품으로 만들기 위해서 옥수수 성분으로 만든 PLA로 코팅하는 것도 있습니다. 내부 코팅을 함으로써 종이가 물에 젖지 않게 하는 것입니다.
물리
Q. 꿀은 밀봉하면 유통기한이 무한대 개봉시 2년 이라는데 어떻게 그럴수가 있나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.꿀은 70% 정도의 당분과 20% 정도의 수분으로 구성되어 있고, 벌이 꽃으로부터 가져온 항균력을 가진 성분도 포함되어 있습니다. 그렇기 때문에 장기관 보관해도 상하지 않습니다. 하지만 개봉 후 섭취하는 과정에서 수분이나 오염물이 들어갈 수 있기 때문에 2년 이내 먹도록 권장하는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 태양이 가려지는건 일식과 월식인데 차이가 뭐죠?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.일식은 지구와 태양 사이에 달이 위치하면서 지구에서 태양을 볼 때 일부나 전체가 가려지는 현상입니다. 월식은 달과 태양 사이에 지구가 위치하면서 달로 향하는 태양빛을 지구가 가려서 달에 지구의 그림자가 생겨서 일부나 전체가 어두워지는 현상입니다.질문에서처럼 태양이 가려지는 것은 맞습니다.
화학
Q. 영화에서 cg란 무엇이며 어떻게 촬영을 하는 건가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.CG는 Computer Graphics의 약자입니다. 촬영된 영상에 컴퓨터로 후반작업을 통해 실제 촬영하기 어려운 부분을 채워넣는 것입니다. 배경을 추가시키는 것은 크로마키 스크린 등을 두고 촬영하고, 크로마키 부분에 그래픽을 추가시깁니다. 움직이는 사물을 추가시킬 때도 크로마키로 덮은 사물이나 사람을 촬영하고 그래픽으로 덮는 작업을 합니다. 그 외에도 여러가지 방법으로 그래픽을 추가시킬 부분을 촬영하고 컴퓨터 작업으로 덮어줍니다. 상황에 따라 아무 것도 없는 부분에 채워넣기도 합니다. 그래픽이 실사와 가깝게 퀄리티가 좋아진 것은 컴퓨터 그래픽장비 성능이나 프로그램의 성능이 좋아져서 입니다. 물론 작업자의 실력도 좋아야 합니다.
화학
Q. 찌그러진 캔음료, 왜 먹으면 몸에 안 좋다고 하는건가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.찌그러진 캔음료의 섭취를 하면 안된다고 얘기가 나온 것은 작년 식약처의 발표에 의한 것으로 추정됩니다. 당시 식약처는 유해물질 6종에 대한 내용을 밝혔는데 그 중 주석이 캔 제품을 섭취하면서 체내로 들어온다고 하였습니다. 캔 제품이 찌그러질 경우 미세 손상으로 주석이 내용물에 섞일 것을 우려한 것입니다. 하지만 해당 캔제품은 주로 음식물이 들어간 제품으로 보여집니다. 찌그러진 캔음료는 해당하지 않을 것 같습니다. 다만 캔음료의 경우 내부가 내식성 알루미늄으로 만들어졌는데 알루미늄은 대부분이 알고 있듯이 중금속에 해당합니다. 그래서 중금속에 노출될 수 있다는 이슈가 있었습니다. 이는 재료에 대한 문제였지 찌그러지면 문제가 된다는 것이 아니었습니다. 알루미늄 성분은 인체에 들어왔을 때 대부분 소변으로 배출되지만 신장 건강이 좋지 않은 경우 체내에 축척될 수 있고, 자주 캔음료를 섭취할 경우 축척의 가능성이 있습니다. 특히 알루미늄 이온이 노인성 치매와 연관성이 제기되기도 했습니다.캔음료가 찌그러졌다고 해서 큰문제가 될 것 같지는 않습니다. 단지 용기 재료에 대한 문제제기는 있었다고 아시면 될 것 같습니다.
생물·생명
Q. 인류의 시초는 원숭이라던데 진짜인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.조금 잘못된 내용입니다. 인간과 원숭이의 시초로 거슬러 올라가면 같은 같은 조상일 것이라고 추정하는 것입니다. 진화론에서 주장하는 내용은 큰 줄기에서 여러 갈래로 분화되면서 진화했을 것이라는 것입니다. 원숭이가 진화해서 사람이 되었다는 내용이나 인간의 조상이 원숭이라고 하는 내용은 찰스 다윈이 진화론을 주장하였을 때 종교지도자들이 비난하기 위해서 왜곡하려고 만든 내용입니다. 당시에는 기독교가 세력이 강하고, 기독교에서는 창조론을 주장하였기 때문에 진화론은 매우 민감한 주제였습니다.