안녕하세요 염정흠 전문가입니다.
화학
Q. 왜 뜨거운물이 차가운물보다 빨리 어나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.음펨바 효과라고 뜨거운 물이 차가운 물 보다 빨리 어는 현상입니다. 아직까지 원인은 밝혀지지 않았으며, 실험을 통해서 뜨거운 물이 차가운 물 보다 빨리 어는 결과를 보기도 어렵습니다. 대부분 차가운 물이 뜨거운 물 보다 빨리 얼게 됩니다. 매우 드물게 나타났던 현상이라고 합니다.
생물·생명
Q. 양식 복어는 어째서 독이 없는 것인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.결론부터 말씀드리자면 양식 복어에는 독이 없습니다.자연산 복어의 알, 내장, 간, 근육 등에 테트로도톡신이라는 독을 가지고 있습니다. 하지만 양식 복어에는 독이 없습니다. 복어의 독에 대해서 오래 전부터 먹이에 의한 것인지, 체내에서 합성하는 것인지 논란이 많았습니다. 최근에는 먹이를 통하여서 독이 생성된다는 추측이 우세합니다. 실험실에서 부화되어 양식된 복어에는 독이 없고, 독이 있는 자연산 복어의 소화기관에서는 복어 독을 가진 조개 패각이 발견되거나 독성을 가진 납작벌레를 먹이로 하는 복어도 있다난 점에서 먹이사슬에 의해 독이 만들어진다고 추정합니다.
지구과학·천문우주
Q. 남산 서울타워는 밤에 조명 불빛이 달라요
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.나산타워의 조명은 공기질을 나타내기 위해서 색상을 달리하고 있습니다. 미세먼지가 적은 순으로 파랑, 초록, 노랑, 빨강 순입니다. 아래 그림을 참고하시길 바랍니다.
토목공학
Q. 하마는 잠수를 오래할수있나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.하마는 대략 5분 정도까지 잠수가 가능합니다. 수영은 못하지만 물 속을 걷듯이 이동할 수 있습니다. 그래서 주로 바닥에 발이 닿을 정도의 하천 근처에 서식합니다.
화학
Q. 방에 숯을 놓아두면 재습기 역할을 하는데요, 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.숯은 다공질로 이루어져 있고 표면적이 큰 물질이기 때문에 흡착작용이 잘 일어납니다. 습도가 높으면 수분을 흡착시켜서 제습작용을 하고, 습도가 낮으면 흡착하고 있던 수분을 방출해서 가습효과를 보입니다. 추가적으로 탈취효과와 약간의 미세먼지 흡착효과도 있습니다. 일정 주기로 깨끗한 물로 세척 후 그늘에서 잘 말려서 사용하면 오랫동안 기능을 유지하며 사용 가능합니다. 우선 기능이 있다는 것에 대해서는 말씀드렸지만 그 정도가 어느 정도인지가 중요합니다. 실험이나 연구 결과는 찾아볼 수 없으며, 업자들의 의견으로는 제습, 탈취 등의 효과를 보기 위해서는 1평(약 3.3제곱미터)당 1kg 정도의 숯이 필요하다고 합니다. 어떤 일반인이 실험을 해본 결과 숯에 의한 제습효과는 없었다고 합니다. 덩시 28제곱미터(약 8.5평) 공간에 11kg의 백탄을 두고 10일간 실험을 하였고, 제습과 가습 두가지 실험을 하였습니다. 결과는 환기에 의한 것 말고는 습도변화가 거의 없었다고 합니다.이론상 참숯의 효과를 추정한 것인지 모르겠지만 결과치를 알 수 있는 자료는 없습니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구처럼 달도 자전을 하나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.달도 자전을 합니다. 하지만 달의 공전주기와 자전주기가 같고, 방향도 같기 때문에 지구에서 보면 항상 같은 면만 보게 되는 것입니다.달이 지구에 미치는 영향 중 대표적인 것이 밀물과 썰물이 발생시키는 것입니다. 달의 인력으로 인해 지구의 해수면이 부풀게 만듭니다. 달이 지나가면서 지구의 표면이 당겨지면서 해수면이 불룩한 만조가 됩니다. 달에소 가장 먼 곳의 해수면이 부푸는데 그 이유는 인력이 약하게 작용해서 해수가 늘어지기 때문입니다. 그렇게 하루 두 번 조수간만이 나타나는 것입니다. 만약 달의 인력이 없다면 높게 부푼 해수면이 없어지고 바닷물이 각 극점으로 이동하여 육지는 물에 잠기게 될 것입니다. 또한 달은 지구 자전축을 2도 범위 내에서 안정적으로 지탱해 주는 역할을 합니다. 초기 지구는 지금 보다 4배 가량 빠르게 자전하고 지축이 10도 정도 기울어져 있어 매우 불안정했을 것으로 추정하고 있습니다. 달 생성에 대해서 가장 유력한 설로 약 45억년 전 화성 정도 크기의 행성이 지구와 45도 각도로 충돌하면서 생겨난 것인데 이후 40억년 동안 달이 지구를 현재의 23.5도 기울기와 안정적인 자전축을 유지하도록 바꾸어 놓았다고 추정하고 있습니다. 이러한 안정적인 자전축은 지구에 일정한 계절 변화가 생기고 햇빛이 골고루 퍼지도록 해줍니다. 자전축 기울기가 2도 이상 바뀌게 되면 햇빛 각도가 바뀌어 전 세계적인 재앙이 발생될 수도 있습니다. 달로 인해 지구는 두터운 대기와 물을 가질 수 있게 되었습니다. 비슷한 환경인 화성은 초기에는 대기와 물이 있었지만 화성에는 지구만큼 강한 자기장이 없고, 안정적인 자전축을 유지시켜 줄 커다란 위성이 없어 물은 증발하고 대기도 날아가지버려 현재의 생명체가 살 수 없는 화경이 되어버린 것입니다. 달이 이미 오래 전부터 존재해 왔기에 당연하다고 생각하고 지내왔지만 지금의 지구를 유지할 수 있는 매우 중요한 작용을 하고 있었습니다.
전기·전자
Q. 라이타가 켜지는 원리가 궁금합니다
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.전기 스파크로 불을 붙이는 라이터를 얘기하시는 것 같네요. 소위 말하는 딱딱이라 불리던 점화기가 있는데 이는 압전효과를 이용한 것입니다. 압전기 소자에 압력을 가하면 전기가 생기는 것으로 라이터를 켤 때 누르는 스위치에 점화기가 눌려지게 하는 것과 연료가 배출되게 하는 밸브를 연결해두는 겁니다. 연료밸브가 먼저 열려서 가스가 나오고 뒤이어 점화기가 눌려지면서 전기가 발생하여 점화하는 방식입니다.점화기의 작동원리는 누름버튼을 힘 주어서 눌렸을 때 내부에 작은 스프링이 압축을 시작하고, 어느 순간 최대의 압축력을 받은 소형해머가 아래방향으로 튕겨져 나가면서 압전기 소자의 한 쪽 방향을 타격합니다. 그 순간 압전기 양끝에 +,-전기가 발생되고 밖에서 근접하게 마주보고 있는 +,-선에서 스파크가 튀게 되는 것입니다. 아래 그림을 참고하시면 이해가 쉬울 것 같습니다.
지구과학·천문우주
Q. 왜 공은 밑으로 떨어질까요???
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.지구에서 중력은 지구의 중심부를 향해서 작용하고 있다는 것을 아실겁니다. 그 중심이 아래를 향하고 있죠. 공을 포함 모든 물체는 지구의 중심, 즉 아래쪽을 향해서 중력을 받고 있습니다. 그렇기 때문에 지구 어디서 던지든 던지는 가속력(힘)이 점점 약해지면서 점점 땅을 향해 떨어집니다. 중력을 느끼지 못한다고 얘기했는데 항상 느끼고 있을 겁니다. 서 있을 때 무릎관절이나 발목관절, 발바닥이 눌리는 것도 중력의 작용에 의해서 인체의 하반신 쪽에 무게가 느껴지는 겁니다. 앉을 때나 누울 때 몸이 엉덩이나 등이 땅을 향해 내려가는 것고 중력에 의한 것입니다. 간단히 팔을 앞으로 쭉 뻗고 들었을 때 팔의 무게로 인햐 아래를 향하는 것이 중력 작용에 의한 것입니다. 중력이 없었다면 질량은 있지만 방향성은 없었을 것입니다.
생물·생명
Q. 야한생각을 하면 머리카락이 빨리자라는 원리가 무엇인가요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.머리카락 성장에 안드로겐, 에스트로겐 등 성호르몬이영향을 미칩니다. 그래서 나온 얘기인 듯합니다. 하지만 야한 생각을 한다고 해서 영향을 준다고 보기 어렵습니다. 남성 호르몬인 안드로겐이 많아지면 털의 성장에 영향을 줄 수 있는데 성기 주위, 겨드랑이, 턱 등에는 털이 많아지는데, 머리카락은 가늘어지거나 빠질 수 있습니다. 여성의 경우 피임약을 복용하면 모공이 확장되면서 머리카락이 잘 자라는 경우도 있습니다. 그러한 이유로 야한 생각을 하면 호르몬이 작용해서 머리카락이 빨리 자란다고 얘기하는 것일 수도 있습니다. 하지만 야한 생각 만으로 머리카락에 영향을 줄만큼 호르몬 분비가 이루어지지 않을 것입니다. 근거가 될 수 있는 연구 결과도 없으며, 실제 안드로겐이 많이 생겨난다면 머리카락 보다 수염이나 겨드랑이, 성기 주변 털이 자랄 수 있고, 머리카락은 가늘어지거나 빠질 수 있을 겁니다.
지구과학·천문우주
Q. 페트병이 차가운 물을 담고 있으면 표면에 물방울은 왜 생기나요?
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.공기 중에는 포화수증기량이라고 하여 최대한 수증기를 포함하고 있는 양이 있습니다. 그 양은 기온이 높아질수록 늘어나는데 역으로 기온이 낮아지면 양이 줄어듭니다. 대기 속의 수증기가 포화수증기량에 맞게 포화되어 있을 때 기온이 낮아지면 포화수증기량을 넘어선 수증기를 이슬처럼 물로 응결하며 공기 밖으로 내보내게 됩니다. 그 현상이 나타날 때의 온도가 이슬점입니다. 수증기를 많이 머금고 있는 공기가 차가운 물이 담긴 병과 맞닿게 되면 해당지점은 이슬점에 해당하는 온도가 될 수 있습니다. 병의 표면에 가까울수록 더욱 이슬점에 가까워지기 때문에 병 표면에 물방울이 맺히게 되는 것입니다.추가적으로 말씀드리자면 구름이 생성되는 것도 이와 같습니다. 수증기를 포함한 공기가 차가운 대기와 만나면 수증기를 공기 밖으로 내보내는데 그것들이 가는 물방울로 대기에 모여 떠있는 것이 구름입니다. 안개 또한 같은 원리로 생성됩니다.