Doctor of Public Health 전상훈입니다
생물·생명
Q. 맹금류 참매는 어떻게 여름을 날까요?
안녕하세요. 참매(Northern goshawk)와 같은 맹금류는 체온 조절에 있어 몇 가지 특별한 메커니즘을 갖추고 있으며, 더운 여름 기후에서도 생존하고 번식할 수 있습니다. 참매는 기본적으로 피난처 역할을 하는 산림 지역에 서식하며, 두꺼운 나무의 그늘은 직사광선으로부터 보호를 제공하며, 동시에 미기후 조건을 조성하여 주변 환경보다 시원한 조건을 유지하도록 돕습니다. 이러한 환경은 그들이 활동할 때 체온이 과도하게 상승하는 것을 방지합니다. 맹금류는 또한 온도 조절을 위해 구강 호흡(유지중랑조, rsepiring through the mouth)을 사용하는 경우가 많습니다. 이는 빠르고 얕은 호흡을 통해 공기의 흐름을 증가시켜 체온을 냉각시키는 효과가 있습니다. 또한, 이들은 활동 시간을 조절하여 주로 일조량이 적고 기온이 낮은 새벽이나 해질 무렵에 사냥을 하는 등의 행동적 적응을 보입니다.
물리
Q. 자석에 붙어 있던 클립이 다른도 철에도
안녕하세요. 자석에 인접한 철성 물질이 자력을 획득하는 현상은 '유도 자화' 혹은 '임시 자성화'라고 불립니다. 이 현상은 주로 자석의 자기장이 인접한 철성 물질 내의 미세 자기 도메인들을 정렬시키면서 발생합니다. 자석 근처의 철성 물질은 자석의 전기장에 의해 내부의 자기 도메인이 정렬되어 임시적으로 자성을 갖게 되며, 이는 해당 물질이 다른 철성 물질에 붙을 수 있게 만듭니다. 자석으로부터 유도된 자성은 자석이 제거된 후에도 일정 시간 동안 일부 철성 물질에서 지속될 수 있습니다. 이 지속 기간은 물질의 자기적 특성과 자기 도메인의 안정성에 따라 달라집니다. 대부분의 경우, 이 임시 자성은 외부 자기장의 영향을 받지 않는 상태에서는 서서히 사라지게 됩니다. 임시 자화 현상은 다양한 과학적 응용에 활용될 수 있으며, 특히 전자기학, 물리학 교육, 자성 재료의 연구 및 개발 분야에서 중요한 기초 지식으로 자리 잡고 있습니다.
화학
Q. 물은 차가우면 왜 어는 것일까요..?
안녕하세요. 물이 얼어붙는 현상은 그 자체로 물리화학적 특성에 기인합니다. 물 분자(H₂O)는 두 개의 수소 원자와 하나의 산소 원자로 구성되어 있으며, 이 분자들 사이에서는 수소 결합(hydrogen bonds)이 형성됩니다. 이 수소 결합은 분자들을 일정한 패턴으로 배열시켜 결정 구조를 이루게 하며, 이는 고체 상태인 얼음의 형태로 나타납니다. 온도가 내려갈수록 물 분자의 운동 에너지가 감소하여, 결국에는 활발하게 움직이던 물 분자들이 정지하게 됩니다. 이때, 수소 결합의 역할이 중요해지는데, 감소된 온도에서 수소 결합은 분자들을 고정된 위치에 안정적으로 유지시키는 역할을 하게 됩니다. 이 과정에서 분자 간의 거리가 조정되고, 정렬되어 결정 구조를 형성하게 됩니다. 이러한 과정은 온도가 0°C에 도달했을 때 더욱 명확하게 관찰됩니다. 물은 이 온도에서 고체로 변화하는데, 이때 고체 상태인 얼음의 부피는 액체 상태인 물의 부피보다 약간 더 커집니다. 이는 물 분자가 결정 구조를 형성할 때 더 많은 공간을 차지하기 때문에 발생하는 현상입니다. 따라서, 물이 얼어붙는 것은 분자 수준에서의 정렬과 에너지 상태의 변화에 따른 자연스러운 결과로 볼 수 있습니다. 이러한 이해는 물의 상태 변화를 설명하는 데 중요한 기초적 지식을 제공하며, 다양한 과학적 및 실용적 응용에 기여할 수 있습니다.
물리
Q. 헬륨풍선은 지구 대기권 밖으로까지 날아갈수 있나요?
안녕하세요. 헬륨 풍선은 손에서 놓으면 떠서 하늘로 올라가긴 하지만, 지구 대기권 밖으로 나가는 것은 불가능합니다. 헬륨 풍선이 상승하는 이유는 헬륨이 공기보다 가벼워 부력을 받기 때문입니다. 그러나 풍선이 더 높은 고도로 올라갈수록 대기가 점점 희박해지며, 이에 따라 풍선이 팽창하게 됩니다. 헬륨 풍선이 상승하면서 주변 대기의 압력은 점차 감소합니다. 이에 따라 풍선 내부의 헬륨 가스는 확장되며, 이는 풍선의 탄성 한계를 시험합니다. 대기가 희박해질수록 풍선의 팽창은 더욱 심해지며, 결국 풍선은 그 구조적 한계를 넘어서 파열하게 됩니다. 헬륨 풍선은 일반적으로 수천 미터 상공에서 파열합니다. 이는 풍선이 대기권 밖, 즉 우주 공간까지 도달하기에는 턱없이 부족한 높이입니다. 지구의 대기권은 약 100킬로미터 상공에서 시작하는데, 헬륨 풍선이 이 높이에 도달하기 전에 이미 파열되어 버립니다. 헬륨 풍선의 재질은 가볍고 탄력적이어야 하지만, 동시에 대기 중의 극한 환경(저온, 저압)을 견딜 수 있을 만큼 강도가 높지 않습니다. 따라서, 풍선이 고도를 더욱 높이려 할수록, 재질의 한계로 인해 파열의 위험이 증가합니다.
생물·생명
Q. 꿀벌이 사라지면 어떤일이 벌어지나요?
안녕하세요. 꿀벌이 사라지는 현상은 생태계에 극심한 영향을 미치며, 인류의 식량 생산에도 큰 타격을 줄 수 있습니다. 꿀벌은 다양한 식물의 수분을 담당하는 주요 매개체로, 그들의 활동은 과일, 채소, 견과류 등 수많은 농작물의 생산에 필수적입니다. 꿀벌은 생태계에서 중요한 역할을 수행하며, 이들의 감소는 생태계의 다른 구성원에도 영향을 미칩니다. 예컨데, 꿀벌에 의존하는 식물들이 번식에 실패할 경우, 이 식물들을 먹이로 하는 동물들 또한 영향을 받게 됩니다. 꿀벌은 전 세계적으로 약 35%의 식량 작물에 대한 수분을 담당합니다. 꿀벌의 감소는 사과, 아몬드, 오렌지 등과 같은 많은 과일과 견과류, 그리고 많은 종류의 채소의 생산에 직접적인 영향을 미칩니다. 이는 식량 안보에 심각한 위협이 될 수 있습니다. 또한, 꿀벌의 감소는 농업에 직접적인 경제적 손실을 초래할 수 있습니다. 꿀벌에 의존하는 농작물의 생산 감소는 농민들의 수입 감소로 이어지며, 이는 농업 중심의 경제에 큰 타격을 줄 수 있습니다.