안녕하세요? 김석진 전문가입니다.
물리
Q. 폐의 크끼는 똑같은데, 호흡량, 폐활량은 어떻게 늘어날 수 있는건가요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.폐는 근육이 아니기 때문에 다른 근육과 같은 방식으로 크기를 늘리기는 어렵습니다. 하지만 운동을 통해 폐기능을 개선하고 호흡량을 늘릴 수 있습니다.일반적으로 유산소 운동(유산소 운동: 숨을 가속화시키는 운동, 노력성 운동: 코골이와 같은 폐기능을 늘리는 운동)을 하게 되면 호흡계에 영향을 주어 호흡기 근육이 좀 더 강해지고, 폐활량이 증가합니다. 유산소 운동은 심장과 호흡기 근육을 강화시키고, 기관지를 확장시켜 호흡 기능을 향상시키기 때문입니다.또한, 정기적인 운동을 통해 폐의 기능을 향상시키는데, 이것은 운동으로 폐의 체적이 증가하는 것이 아니라, 폐의 기능 개선으로 인해 호흡량이 늘어나는 것입니다. 폐의 기능은 운동을 하지 않는 사람들에 비해 운동을 많이 하는 사람들이 더 좋습니다. 폐의 기능은 일반적으로 나이가 들면서 점차 감소하지만, 운동을 통해 일부분은 개선시킬 수 있습니다.따라서, 운동을 통해 호흡기 근육을 강화시키고 폐의 기능을 개선시켜 호흡량을 늘리는 것이 가능합니다.
지구과학·천문우주
Q. 천둥과 번개는 어떻게 생기는 건가요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.천둥과 번개는 번개 방전으로 인해 발생하는 현상입니다. 우선, 번개 방전은 지구와 구름 사이에 전기적인 차이가 생길 때 발생합니다. 이 전기적인 차이는 대부분 구름 안에서 발생하는데, 구름 안의 수증기 입자들이 서로 충돌하거나, 얼음 입자들이 서로 마찰하면서 전기가 발생합니다. 이렇게 발생한 전기는 구름 안에서 상승 기류에 의해 상단으로 올라가면서 구름과 지표면 사이의 전기적인 차이를 만듭니다.이러한 전기적인 차이가 충분히 커지면, 전하가 지표면에 향해 방전을 일으키게 됩니다. 이 방전은 하늘에서 지표면으로 향해 강력한 전류가 흐르면서 번개를 발생시키며, 이때 폭발음이 발생하여 천둥 소리가 나게 됩니다. 이러한 방전은 매우 빠르게 진행되며, 번개의 발생과 동시에 천둥 소리가 울리는 것은, 번개가 발생한 지점에서 초당 약 300미터의 속도로 퍼져나가는 소리파가 들리는 것입니다.따라서, 천둥과 번개는 전기적인 방전 현상에 의해 발생하는 것이며, 이 방전이 지표면에서 피해를 일으키기도 합니다. 매년 번개로 인해 인명 피해나 재산 피해가 발생하므로, 번개가 치지 않는 안전한 장소에 있거나, 번개 안전수칙을 지켜가며 생활하는 것이 중요합니다.
화학
Q. 북한의 백두산이 폭팔한다면 우리나라에 어떤 영향을 미칠까요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.백두산이 활화산이 되어 폭발을 일으키면, 높은 높이의 재, 가스, 미세입자가 대기 중으로 방출됩니다. 이러한 대기 중 입자들은 태양광선을 반사시켜 지구의 일부분을 가리는 구름을 형성할 수 있으며, 이는 지구의 기온 감소를 유발할 수 있습니다. 이러한 구름은 일정 기간 동안 대기 중에 머무르게 되며, 이후 지구 상층 대기로 이동하게 됩니다.또한, 폭발로 인한 미세입자는 태양광을 차단하여 지구 상부 대기의 온도를 낮추는 동시에, 지구의 빛과 열을 분산시켜 태양광량을 감소시키기 때문에, 지구의 기후변화를 유발할 수 있습니다.이러한 폭발로 인한 구름과 미세입자들이 지상으로 내리면서 지구 환경에 영향을 미치게 되는데, 먼지와 가스 등의 입자들이 대기 중에서 반응하여 산성비나 황사 등을 일으키며, 이로 인해 생물이나 작물 등에 영향을 줄 수 있습니다. 또한, 대량의 화산재가 발생하면 지형이 파괴되어 물의 흐름이 방해되어 지하수의 질 변화나 홍수, 산사태 등의 피해가 발생할 수 있습니다.따라서, 백두산이 활화산이 되어 폭발을 일으키면 지구의 기후와 환경에 영향을 미칠 수 있으며, 인명과 소재에 큰 피해를 줄 가능성이 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 비 올 때 물이 맺히지 않아 잘 보이는 자동차 방수 코팅의 원리는?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.자동차 방수 코팅의 원리는 일반적으로 수소기를 이용한 코팅 과정을 통해 수소 결합이 이루어지는 것으로 알려져 있습니다. 수소기는 코팅 재료 위에 분사되며, 분사된 수소기는 코팅 재료와 결합하여 분자 간 강한 결합을 형성합니다. 이로 인해 코팅된 표면은 물과 기타 액체가 떨어지게 되며, 방수 효과를 나타내게 됩니다.김서림 방지와는 원리가 다릅니다. 김서림 방지는 자동차 유리에 발생하는 서림을 방지하기 위해 유리 표면에 나노레벨의 실리카 분자를 분사하여 형성되는 실리카 나노코팅 층으로 이루어져 있습니다. 이 실리카 나노코팅 층은 유리 표면에 미세한 고립된 울퉁불퉁한 구조를 형성하여 물방울이 표면에 퍼지지 않고 손쉽게 떨어지게 하여 서림을 방지하는 효과를 나타냅니다.두 가지 방법의 공통점은 모두 표면에 미세한 구조를 형성하여 물방울이 표면에 퍼지지 않고 떨어지도록 하는 것입니다. 그러나 방식이 다르며, 자동차 방수 코팅은 분자 간 결합을 이용하여 방수 효과를 나타내고, 김서림 방지는 실리카 분자를 이용하여 유리 표면에 미세한 구조를 형성하여 서림을 방지합니다.
지구과학·천문우주
Q. 산의 높이는 어떻게 측정할 수 있는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.산의 높이는 일반적으로 산꼭대기와 바닥 사이의 수직 거리를 의미합니다. 이 거리를 정확하게 측정하기 위해서는 산꼭대기와 바닥 사이의 거리를 수평적으로 측정할 필요가 있습니다.이를 위해 전통적으로는 레벨링이라는 방법을 사용합니다. 레벨링이란 측정하려는 지점과 기준점 사이의 고도 차이를 수평선을 따라 레벨(수평기)로 측정하여 계산하는 방법입니다. 이 방법은 일반적으로 산꼭대기와 바닥 사이의 수직 거리를 측정하는 가장 정확한 방법 중 하나입니다.그러나 이 방법은 비교적 오래 걸리고 비용이 많이 듭니다. 따라서 최근에는 위성 기반의 측정 기술인 위성 측지 기술을 사용하여 산의 높이를 측정하는 방법이 주로 사용되고 있습니다. 위성 측지 기술은 위성이 지구를 둘러싸는 궤도에서 지구의 형태, 크기, 중력 등을 측정하여 산의 높이를 정확하게 계산할 수 있습니다.이 외에도 항공기나 드론 등을 이용하여 고도 측정을 수행하는 방법도 있습니다. 이러한 방법들은 레벨링보다는 간편하지만, 상대적으로 측정 오차가 크다는 단점이 있습니다.