안녕하세요 권창근 전문가입니다.
Q. 영화 소재로도 쓰인 비뉴턴 유체는 어떤 원리인가요?
안녕하세요. 권창근 과학전문가입니다.비뉴턴 유체(Non-Newtonian fluid)는 뉴턴 유체와 달리 전단응력(shear stress)과 전단속도(shear rate)의 관계가 선형적이지 않은 유체를 말합니다.전단응력: 물체의 표면에 작용하는 힘이 수직이 아닌 상태로 작용할 때, 물체 내부에서 발생하는 응력을 말합니다.전단속도: 물체 내부에서 발생하는 전단응력의 변화율을 말합니다.대표적인 예로는 슬라임, 꿀, 치약 등이 있습니다.이러한 성질은 유체의 내부 구조와 관련이 있습니다. 비뉴턴 유체는 내부에 입자, 겔, 섬유 등의 구조를 가지고 있으며, 이 구조가 전단속도에 따라 변화하면서 유체의 성질이 달라집니다.느린 속도로 만지면 유체 내부의 구조가 파괴되지 않기 때문에, 깊숙이까지 들어가서 만질 수 있습니다.빠른 속도로 만지거나 잡으려고 하면 유체 내부의 구조가 파괴되면서 고체와 같은 성질을 가지게 됩니다.
Q. 해조류가 지상의 식물보다 이산화탄소를 50배 빨리 흡수할 수 있는 이유는 뭔가요?
안녕하세요. 권창근 과학전문가입니다.해조류가 지상의 식물보다 이산화탄소를 50배나 빨리 흡수할 수 있는 이유는 다음과 같습니다.1.광합성 효율: 해조류는 광합성 효율이 높습니다. 광합성은 식물이 이산화탄소를 흡수하고, 산소와 영양분을 생산하는 과정입니다. 해조류는 바다 속에서 자라기 때문에, 햇빛을 받는 시간이 길고, 물 속에서 이산화탄소를 흡수하기 때문에 대기 중에서보다 더 효율적으로 이산화탄소를 흡수할 수 있습니다.2.탄소 흡수량: 해조류는 단위 면적당 탄소 흡수량이 많습니다. 해조류는 바다 속에서 자라기 때문에, 대기 중에서보다 더 많은 양의 이산화탄소를 흡수할 수 있습니다.3.성장 속도: 해조류는 성장 속도가 빠릅니다. 해조류는 빠르게 성장하면서 많은 양의 이산화탄소를 흡수하고, 산소를 생산할 수 있습니다.해조류는 지구 온난화와 같은 환경 문제를 해결하는 데에 큰 도움이 될 수 있으며, 미래의 식량 자원으로도 주목받고 있습니다.하지만, 해조류를 대량으로 생산하고, 활용하는 데에는 기술적인 문제와 경제적인 문제가 존재합니다.
Q. 보온 용기는 무슨 원리로 온도를 따뜻하게 유지 시켜주는 건가요?
안녕하세요. 권창근 과학전문가입니다.보온병이나 보온 도시락 같은 용기들이 내용물의 열을 보존시켜주는 원리는 다음과 같습니다.1.단열재 사용: 보온병이나 보온 도시락의 내부는 단열재로 둘러싸여 있습니다. 단열재는 열을 차단하는 역할을 하며, 내부의 열이 외부로 전달되는 것을 막아줍니다.대표적인 단열재로는 스티로폼, 플라스틱, 금속 등이 있습니다.2.이중벽 구조: 보온병이나 보온 도시락의 내부는 이중벽 구조로 되어 있습니다. 이중벽 사이에는 공기나 진공 상태가 존재하며, 이는 열이 전달되는 것을 막아줍니다.이중벽 구조는 열이 전달되는 시간을 지연시켜 내부의 열을 오랫동안 보존할 수 있도록 도와줍니다.3.뚜껑의 밀폐력: 보온병이나 보온 도시락의 뚜껑은 밀폐력이 좋아야 합니다. 밀폐력이 좋으면 내부의 열이 외부로 유출되는 것을 막아줍니다.뚜껑의 밀폐력이 좋지 않으면 내부의 열이 외부로 유출되어 내용물이 쉽게 식게 됩니다.이러한 원리를 이용하여 보온병이나 보온 도시락은 내용물의 열을 오랫동안 보존할 수 있으며, 야외 활동이나 여행 등에서 유용하게 사용됩니다.
Q. 사진이 필름에 기록되는 과학적인 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 권창근 과학전문가입니다.사진이 필름에 기록되는 원리는 다음과 같습니다.1.광학적 원리: 사진은 빛의 반사와 굴절을 이용하여 물체의 상을 필름에 기록하는 광학적 원리를 이용합니다.카메라 렌즈는 빛을 모아 필름에 초점을 맞추어줍니다.필름은 빛에 노출되면 화학 반응을 일으켜 빛의 세기와 색상을 기록합니다.2.화학적 원리: 필름은 빛에 노출되면 화학 반응을 일으켜 빛의 세기와 색상을 기록합니다.필름은 젤라틴과 같은 투명한 물질로 코팅되어 있으며, 그 위에 은 입자가 뿌려져 있습니다.빛이 필름에 노출되면, 은 입자가 빛에 반응하여 검은색으로 변합니다.필름을 현상하면, 검은색으로 변한 은 입자가 보이게 되어 사진이 완성됩니다.사진의 기록 원리는 필름의 종류에 따라 조금씩 다를 수 있으며, 디지털 카메라의 경우에는 필름 대신 이미지 센서를 사용하여 빛의 세기와 색상을 디지털 신호로 변환하여 기록합니다.
Q. 맨 땅에서 수증기로 물을 만들수가 있나요?
안녕하세요. 권창근 과학전문가입니다. '증발 잠열'을 이용한 물 생산 기술로, 과학적으로 가능한 현상입니다.증발 잠열: 액체가 기체로 변할 때(증발할 때) 주변의 열을 흡수하는 현상을 말합니다.물 생산 기술: 증발 잠열을 이용하여 물을 생산하는 기술로, 다음과 같은 과정으로 이루어집니다.1.연료를 연소시켜 열을 발생시킵니다.2.발생한 열을 이용하여 물을 증발시킵니다.3.증발한 수증기가 비닐에 닿으면, 수증기가 액화되면서 물방울이 됩니다.4.물방울을 모아서 물을 생산합니다.이 기술은 사막이나 극지방 등 물이 부족한 지역에서 물을 생산하는 데에 활용될 수 있으며, 환경 오염을 유발하지 않는 친환경적인 기술입니다.하지만, 이 기술은 연료를 연소시키는 과정에서 이산화탄소 등의 온실가스를 배출하기 때문에, 환경 보호 측면에서는 한계가 있습니다.이 기술을 실제로 구현하기 위해서는 적절한 연료의 선택과 연소 기술의 개발이 필요하며, 생산된 물의 양과 질을 지속적으로 모니터링하고 개선해야 합니다.