Doctor of Public Health 전상훈입니다
생물·생명
Q. 안녕하세요 스포츠맨 강백호입니다 저는 땀이 많은 편인데요 예전에 운동을 해서 그런지 어디서 얘기 들어보니까 땀을 많이 흘리는 사람은 갈수록 많아진다 땀샘이 커진다라는 말이 있더라고요
안녕하세요. 규칙적인 운동과 높은 신체 활동은 몸이 더 효율적으로 열을 조절하도록 적응하게 만듭니다. 이 과정에서 땀샘의 활동이 더 활발해질 수 있으나, 땀샘이 물리적으로 커진다는 것은 정확하지 않습니다. 땀샘의 크기나 수가 증가하기보다는, 운동을 많이 하는 사람들이 땀을 더 잘 분비하고 효율적으로 체온을 조절할 수 있도록 신체가 적응하는 것입니다. 운동을 꾸준히 할수록, 땀샘의 반응성이 높아져서 운동 초기보다 더 많이 또는 더 빨리 땀을 분비하게 됩니다. 이는 체온 조절에 매우 중요한 역할을 하며, 이것이 운동 선수들이 특히 더운 환경에서도 더 오래 동안 활동할 수 있게 돕는 요인 중 하나입니다. 따라서 땀을 많이 흘리는 것이 땀샘이 '커진다'고 말하기보다는, 땀샘의 기능이 강화되어 더 효율적으로 작동한다고 이해하는 것이 더 정확할 것입니다.
화학
Q. 화학! 물이 수소결합을 해서 생기는 다양한 특성에 대해 질문있습니다
안녕하세요. 물이 가진 수소결합의 특성 때문에 나타나는 다양한 현상에 대해 번호 순으로 답변을 드리겠습니다. 1. 물은 수소결합 때문에 매우 높은 끓는점을 가집니다. 일반적으로 수소 결합은 물 분자 사이의 강력한 인력을 유발하여 분자 간에 더 많은 에너지를 필요로 하게 만듭니다. 이로 인해 끓는점이 높아집니다. 어는점에 대해서도 비슷한 원리가 적용되지만, 물은 0°C에서 얼어붙는 특성을 보이며, 이는 비교적 높은 어는점을 가지는 것으로 볼 수 있습니다. 이는 수소결합에 의한 분자 간 인력이 강력하기 때문입니다. 2. 액체 상태에서 물 분자는 평균적으로 3.4개의 수소결합을 형성합니다. 이는 분자들이 서로 자유롭게 움직이면서도 일정 정도의 구조를 유지하기 때문입니다. 반면, 얼음 상태에서는 각 분자가 규칙적인 결정 구조 내에서 4개의 수소결합을 형성합니다. 기체 상태인 수증기에서는 높은 에너지로 인해 대부분의 수소결합이 파괴되고, 분자들이 서로 독립적으로 움직이므로 수소결합이 거의 혹은 전혀 형성되지 않습니다. 3. 모세관 현상에서 물의 부착력이 물 분자들 사이의 응집력보다 큰 것은 주로 물 분자와 다른 재료(예: 유리) 사이의 상호작용 때문입니다. 물은 특히 극성이 강한 물질로, 유리와 같은 다른 극성 표면에 잘 부착되어 물 분자들 사이의 응집력을 능가합니다. 이로 인해 유리 표면을 따라 물이 올라가면서 움푹 파인 메니스커스를 형성합니다. 4. 물이 4°C에서 최대 부피를 갖는 현상은 밀도의 이상 현상으로 설명됩니다. 이 온도에서 물 분자의 구조가 수소결합으로 인해 최적의 배열을 형성하여 상대적으로 넓은 공간을 차지합니다. 온도가 낮아짐에 따라 결정구조로의 전이가 시작되면서 부피가 증가하다가 0°C에서 얼음으로 변환되면서 부피가 다시 확장됩니다. 5. 비공유전자쌍 사이의 반발력이 공유전자쌍보다 강한 이유는 전자의 공간적 배치에 있습니다. 비공유전자쌍은 원자 내에서 더 넓은 공간을 차지하고 독립적으로 분포하기 때문에, 주변의 전자쌍들과의 반발력이 더 강하게 나타납니다. 이는 전자기적 반발력의 원리에 따른 것입니다. 6. 모세관 현상에서 모세관의 지름이 작을수록 부착력의 영향이 증가합니다. 이는 작은 지름으로 인해 표면 장력과 부착력이 상대적으로 더 강하게 작용하기 때문입니다. 작은 모세관에서는 유체가 더 높이 상승할 수 있는데, 이는 모세관 벽과의 상호작용이 강해지기 때문입니다. 추가로 질문 주실 부분 있으면 댓글로 달아주세요. 공부 열심히하세요.^^
물리
Q. 배가 큰 파도를 만나도 뒤집어 지는 일이 잘 없습니다. 이 것은 어떤 원리로 그런 건지 궁금합니다.
안녕하세요. 선박의 항해 중 큰 파도에도 불구하고 안정적으로 유지되는 현상은 선박의 설계와 특히 평형수(Ballast Water) 시스템의 역할에 의한 것입니다. 평형수는 선박의 안정성을 증진시키는 데 필수적인 역할을 수행하며 그 과정은 물리학적 원리에 근거합니다. 평형수는 선박의 하부 탱크에 저장되는 물로 선박의 무게 중심을 낮추어 롤링(Rolling)과 피칭(Pitching) 현상을 최소화합니다. 무게 중심이 낮은 선박은 더욱 안정적이며, 큰 파도를 만났을 때 뒤집힐 위험이 감소합니다. 또한, 평형수는 선박의 전후 좌우 균형을 조정하며, 이는 항해의 효율성을 향상시키고 연료 소비를 감소시키는 데 기여합니다. 선박이 파도와 같은 외부 힘에 의해 기울어졌을 때, 평형수를 포함한 선박의 구조는 복원 모멘트(Restoring Moment)를 생성하여 선박이 원래의 수평 상태로 돌아오도록 돕습니다. 이 복원 모멘트는 선박의 복원력(Restoratice Force)과 직접적으로 관련되며, 선박의 안전과 직결된 중요한 요소입니다.
물리
Q. 노란색인식은 r.g합성이면 가시광선 영역 노란색 파장 빛 받으면 인식하지 못하나요?
안녕하세요. 인간의 눈은 노란색을 인식하는 방식이 인상적입니다. 일반적으로 우리가 노란색을 인식할 때, 이는 두 가지 주요 방법으로 발생합니다. 첫 번째는 실제로 노란색 파장의 빛(대략 570 nm에서 590 nm 사이)을 받아들임으로써, 두 번째는 빨간색과 초록색 빛이 합성되어 노란색처럼 보이게 만드는 방식입니다. 이 두 방식 모두 인간의 색 인식 체계에서 중요한 역할을 합니다. 인간의 눈에는 삼색성 이론에 따라 세 종류의 색상 수용체가 있습니다 : 빨간색, 초록색, 파란색. 빨간색과 초록색 수용체가 활성화될 때, 그 신호의 조합이 뇌에 의해 노란색으로 해석됩니다. 이러한 방식으로, 빨간색과 초록색의 조합으로 인해 발생하는 노란색을 '합성 노란색'이라고 부릅니다. 반면에, 햇빛의 스펙트렘에 포함된 노란색은 실제 노란색 파장의 빛이 포함되어 있기 때문에, 이는 '진짜 노란색' 또는 '단색 노란색'으로 불립니다. 이 빛은 노란색 수용체(실제로는 빨간색과 초록색 수용체의 중간 파장을 감지하는 수용체)에 의해 직접적으로 감지됩니다. 따라서, 우리가 햇빛 스펙트럼에서 노란색을 볼 수 있는 이유는 노란색 파장의 빛이 직접적으로 우리 눈의 적합한 수용체를 자극하기 때문입니다. 이는 빛의 파장이 물리적으로 노란색 범위에 있어서, 빨간색과 초록색 수용체를 동시에 자극하거나, 빨간색과 초록색의 조합으로 인식되는 합성 노란색과는 다릅니다.
물리
Q. 숯과 다이아몬드는 동일한 원소로 구성되어 있는데 왜 형태는 전혀 다르게 나타나나요?
안녕하세요. 다이아몬드와 숯은 모두 탄소(Carbon, C)의 동소체로서, 같은 화학 원소로 구성되어 있음에도 불구하고 그들의 결정 구조의 차이로 인해 물리적 및 화학적 성질이 극명하게 다릅니다. 이러한 차이는 탄소 원자들 간의 결합 구조와 그 배열에 기인합니다. 다이아몬드의 경우, 각 탄소 원자는 다른 네 개의 탄소 원자와 강력한 σ-결합(sp3 혼성화)을 형성하며 이는 각 탄소가 테트라헤드럴(tetrahedral) 형태로 배열되어 매우 강력한 결정 구조를 이루는 원인이 됩니다. 이 구조는 다이아몬드를 자연계에서 가장 단단한 물질 중 하나로 만듭니다. 고도의 정렬과 강한 결합 덕분에 다이아몬드는 높은 굴절률과 열전도율을 가지며, 뛰어난 광학적 특성과 내구성을 자랑합니다. 반면, 숯은 상대적으로 무질서한 아모르프스(amorphous) 탄소 구조를 가집니다. 숯 속의 탄소 원자들은 비정형적으로 배열되어 있으며, 이는 숯이 다이아몬드보다 훨씬 덜 조밀하고 기계적 강도가 낮음을 의미합니다. 숯의 구조는 다공성이며, 이는 흡착성이 뛰어나 다양한 화학 물질을 효과적으로 흡착할 수 있는 능력을 제공합니다.