안녕하세요 염정흠 전문가입니다.
화학
Q. 수소차의 경우 어떤 원리로 동력을 만들어 내는 건가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.수소차의 동력은 전기차와 같은 전기로 모터를 가동시켜서 발생됩니다. 그래서 수소전기차라고 부릅니다. 전기차는 외부로부터 전기를 얻어서 배터리를 충전하지만 수소전기차는 수소를 산소와 반응시킬 때 생겨나는 전기로 모터를 구동시키고, 배터리를 충전합니다. 연료전지에 수소를 공급하면 전자와 수소이온으로 분리합니다. 전자는 전력변환 장치를 통하여 모터 구동 및 배터리 충전에 사용되고, 수소이온은 산소와 반응하여 물이 되어 배출합니다. 전기차의 경우 전기를 충전하는데 시간이 오래 걸리지만 수소전기차의 경우 수소를 탱크에 빠르게 주입하여 주행하며 전기에너지를 만들 수 있다는 장점을 고려한 것입니다. 하지만 수소충전소의 핵심부품이 대부분 수입해야 되기 때문에 설치비용이 매우 비싸다는 단점이 있습니다. 점차 개발하여 국내에서 수급이 가능해지면 수소충전소 설치비용도 많이 줄일 수 있습니다. 현재는 충전소 설치가 쉽지 않아 상용화가 어렵지만 더 길게 보면 나쁜 선택이 아니라 생각됩니다.
생물·생명
Q. 씨없는 바나나가 있다고 하는데요. 어떻게 재배하나요??
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.시중에서 판매되는 바나나의 대부분은 먹기 좋게 만든 변종입니다. 야생에서 자라는 바나나에는 굵고 단단한 씨가 있습니다. 식용으로 재배되는 바나나는 미성숙한 씨로 검은 점 같이 있는 것이 있고, 미성숙한 씨도 없는 것도 있습니다. 식용으로 재배하는 바나나는 뿌리로 번식시킵니다. 바나나는 나무가 아닌 여러해살이 풀에 열매가 자라는 것입니다. 이 줄기는 바나나를 수확하고 나서도 계속 자랄 수 있습니다. 줄기를 자르는 것이 다시 성장하는데 도움이 됩니다. 그리고 땅 속에는 바나나 뿌리 덩어리가 있는데, 이 뿌리 덩어리에서 감자나 고구마 같이 싹이 자라납니다. 그 뿌리를 여러개로 잘라서 심으면 번식이 가능합니다.
지구과학·천문우주
Q. 달은 스스로 빛을 내나요? 아니면 반사를 하나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.달은 스스로 빛을 내지 못하는 위성입니다. 스스로 빛을 내는 천체는 내부에서 핵융합으로 열을 생산하여 빛을 방출하는 항성입니다. 태양과 같은 천체가 항성에 속합니다. 보총 별이라고 부르는 것은 항성입니다. 달은 태양빛을 반사하여 밤하늘에 밝게 보이는 것입니다. 그만큼 태양빛이 강하기도 하지만 주변이 어두운 밤에 상대적으로 밝게 보일 수 있습니다.
생물·생명
Q. 부모님 모두 쌍꺼풀인데 자식은 외꺼풀인 경우가 있나요? 유전학적으로 어떻게 이렇게 될수있는거죠?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.쌍꺼풀 유전자는 외꺼풀 유전자에 대해서 우성이기 때문에 외형적으로 쌍꺼풀이 드러납니다. 쌍꺼풀, 외꺼풀 유전자를 다 가지고 있다면 쌍꺼풀이 생기지만 외꺼풀 유전자가 숨어 있는 겁니다. 숨어 있던 외꺼풀 유전자만 유전된다면 자녀가 외꺼풀로 태어날 수 있습니다. 반대로 외꺼풀의 부모 사이에서는 쌍꺼풀의 자녀가 태어날 수 없습니다.
지구과학·천문우주
Q. 화강암과 현무암은 어떻게 형성 되나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.화강암과 현무암은 형성환경에 따라 다른 형태로 생성된 것입니다. 화산에서 마그마가 분출되면 일부는 지상 위로, 일부는 계속 지하에 남아 있게 됩니다. 현무암의 경우 지상으로 분출된 마그마가 빠르게 식으면서 생성되는데, 그 동안에 가스가 빠져나가면서 굳어집니다. 가스가 빠져나간 자리가 채워지기 전에 굳으면서 많은 구멍들이 생겨난겁니다. 화강암의 경우 지상으로 나오지 않고 지하(땅 속)에서 서서히 굳어진 것입니다. 땅 속에서 기밀하게 뭉쳐서 굳어지고, 서서히 굳으며 가스가 빠져나간 자리도 채워지면서 굳어집니다. 그리고 주변의 광물도 함께 굳어집니다. 화성암(화산암)에 포함된 성분에 따라 색이 달라질 수 있습니다.
생물·생명
Q. 다윈의 진화론은 왜 이론이 발표된 당시에 부정적인 반응이 주류였나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.당시 사회는 종교세력이 더 컸기 때문으로 볼 수 있습니다. 기독교가 장악하고 있던 시기였기 때문에 창조론이 우세한 상황에서 진화론이 발표되자 거센 반발이 따랐습니다. 그래서 인간의 조상이 원숭이라는게 말이 되느냐는 등의 왜곡된 내용으로 비난한 것입니다. 다윈의 진화론도 근거가 부족한 부분이 많았지만 현대 과학으로 증명된 부분까지 살펴보면 당시로써는 매우 훌륭한 가설과 근거들이었습니다. 오히려 실제 증명하기 어려운 신의 존재를 내세워 창조론을 주장하는 것이 더 말이 안되는 것입니다. 신을 믿는 사람에게는 그게 맞을지 몰라도 그렇지 않은 사람에게는 터무니 없는 주장인 것입니다.
화학
Q. 과자 봉지 안에 들어 있는 질소는 어떤 역할을 하나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.질소는 비활성기체로 무색, 무취하여 과자의 변질을 막는데 도움이 됩니다. 보통 과자는 산소와 만나면 산패하거나 변질되는데, 질소와 같은 비활성기체를 채우면 그러한 변질을 막을 수 있습니다. 장기간 식감과 맛을 유지할 수 있다는 것입니다. 비활성기체는 질소 뿐 아니라 네온, 헬륨, 아르곤 등이 있는데 지구상에 가장 많은 질소가 더 구하기 쉽고 비용적인 측면에서 저렴한 편이기 때문에 질소를 사용하고 있습니다. 그리고 대부분의 과자는 부서지기 쉬운데 질소를 충전하며 외부의 압력으로 눌려서 부서지는 것을 막을 수 있습니다.과자 봉지에 질소충전은 과자의 맛과 식감, 형태 등을 유지하기 위한 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 조석 고정 현상은 태양계에서 달에만 있는 현상인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.조석 고정 현상은 지구와 달처럼 행성과 그 행성의 위성이 있다면 나타날 수 있는 현상입니다. 어떤 천체(위성)가 더 큰 질량의 천체(행성)를 중심으로 공전 및 자전을 할 때 발생할 수 있는 현상입니다.
토목공학
Q. 높은 건축물들은 어떻게 만들어지는건가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.내진설계라는 말을 들어본 적 있을 겁니다. 보통 지진에 대한 내구성을 계산한 구조설계로 생각하는데, 실제 지진만 고려하는 것이 아니라 바람, 눈, 건축물의 무게, 용도에 따른 적재물이나 장시간 머무르는 사람들의 무게 등을 다 고려하여 구조체의 형태 및 부재의 상세 설계를 하는 것입니다. 이때 철근콘크리트구조의 경우 철근 길이가 한정되어 있기 때문에 얼마나 겹쳐서 이어나갈 것인지, 각 구조체 간의 정착은 어떻게 할 것인지도 정합니다. 초고층 건축물의 경우 최하층 구조체의 사이즈는 얼마나 커야 하는지, 철근은 몇 개가 들어가는지 등도 계산합니다. 그래서 낮은층의 기둥은 굵고, 철근이 많지만 상부로 올라갈수록 하부에 비해 가늘고 철근의 수도 줄어들게 됩니다. 상부층의 하중을 줄이면서 합리적인 구조체를 만들기 위한 것입니다. 하부는 지반에 고정되어 상부의 흔들림이 있을 때 더 큰 힘을 받으며 버텨야 합니다. 이때 상부가 무거워지면 더 큰 힘이 작용하므로 건축물의 자체 하중을 줄이면서 불필요한 자재 사용량을 줄이는 것입니다. 그 외에도 상부의 흔들림을 대신 흡수하여 줄 설비를 갖추기도 하고, 상부로 갈수록 면적을 줄여서 하부는 넓게, 상부는 좁게 만들어서 더욱 안정적인 형태가 되도록 합니다.건물을 이용하는 사람들의 안전을 위해서 면적이 넓을수록, 높이가 높을수록 더욱 구조계산기준이 엄격해집니다. 위에 다 설명하지 못한 다양한 부분까지 계산하고 건축합니다.
지구과학·천문우주
Q. 태양은 중력이 지구에 비해서 얼마나 강한가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.태양표면의 중력가속도는 약 273.99m/s제곱이며, 지구의 중력가속도는 약 9.81m/s제곱입니다. 태양의 중력가속도가 지구의 중력가속도 보다 대략 28배 정도 큽니다. 무게는 질량x중력가속도이기 때문에 태양에서 무게가 지구에서 보다 28배 정도 높을 것 같습니다.