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달이 지구에 미치는 환경적 요인은 어떤 것이 있을까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.네, 달이 지구의 조수간만의 차에 영향을 미칩니다.또한, 조수간만의 차는 하나의 마찰로 작용하여 지구의 자전속도를 감소시키며 달과 지구사이의 거리가 멀어지게도 합니다.지구와 달이 조금씩 멀어지는 이유는 서로를 이끄는 만유인력(중력)에 의한 에너지를 조금씩 손실하기 때문입니다.여기서 만유인력에 대한 이해가 조금 필요합니다. 만유인력이란것은 질량을 가진 두 물체는 서로 끌어당기는 힘입니다. 지구도 질량체이고 달도 질량체 입니다. 두 질량체 사이에 만유인력이 작용해 서로를 끌어당기고 있죠. 그런데, 달이 지구로 떨어지지 않는 이유는 달이 지구 주위를 공전(회전운동, 각운동량을 가짐)을 하기 때문에 중력과 원심력이 평형을 이루고 있다고 생각하시면 됩니다. 그리고 이러한 관계 속에서는 전체적인 총 에너지와 각운동량(회전량)이 보존됩니다.그런데, 지구는 자전하고 있으며, 지구에는 바다와 호수와 같은 물이 70%정도를 차지하고 있습니다. 이 때 달과 지구 사이의 관계에서 달이 공전하며 지구에 만유인력을 행사하는데, 바다와 호수와 같은 액체의 물질의 모양이 변화합니다. 이러한 변화는 지구 내에서 조수 간만의 차로 나타나며 수위의 변화, 파도 등으로 나타날 수 있습니다. 또한 지구 자전에 있어 마치 마찰력과 같은 영향을 미칩니다. 즉, 지구의 자전을 더디게 하죠. 그러면 지구와 달의 총 각운동량(회전량)은 일정한데, 지구의 자전이 더뎌지면서 달의 회전량이 증가하게 됩니다. 따라서 지구와 달 사이 만유인력과 달의 회전 운동으로 인한 원심력이 평형을 이루던게 깨지게 되는 것이죠. 달의 회전 운동량의 증가로 원심력이 커지면서 달이 조금씩 멀어지고 있습니다.태양과 지구사이의 관계도 마찬가지 입니다. 태양 중력으로 인해 조수간만의 차가 발생하는데, 이로인해 자전 각운동량을 잃으며 회전 각운동량이 증가해 사이가 조금씩 멀어집니다. 이러한 원인은 지구에 있는 물의 양이 많기 때문에 발생하는 것이죠.이해를 돕고자 자세하게 설명한다고 말이 길어졌네요. 끝까지 읽어주셔서 감사합니다.
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지구과학·천문우주
22.10.31
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우주에서는 음식물이 부패하지 않나요
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.음식물이 부패하기 위해서는 미생물이 있어야하고 산소도 있어야합니다. 미생물에 의해 음식이 부패하는 것이죠. 하지만 우주에서는 미생물이 살 수 없을 뿐더러 산소도 없죠. 그래서 음식물이 부패하지 않습니다.
학문 /
지구과학·천문우주
22.10.31
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달과 태양이 지구에서 볼때 크기가 똑같은게 우연인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.네, 진짜 우연의 일치입니다... 과학계에서도 사용하는 밈으로 뭔가 신비롭거나 우연과도 같은 결과물을 보게되면 달과 태양의 크기가 정말 우연으로 동일한가라는 밈을 사용합니다. 그 정도로 음모론을 불러올만큼 우연의 일치로 크기가 같죠.
학문 /
지구과학·천문우주
22.10.31
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소금을 넣으면 왜 물의 끓는점이 올라가나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.먼저 물에 대해 조금 이해를 해보죠.물은 H2O로 극성을 가진 분자입니다. H는 +, O는 -를 띠고 있습니다. 어릴적 마찰시킨 빗으로 흐르는 물에 가져다 대면 물이 휘는 것을 보셨을 것인데, 그러한 이유가 물의 극성 때문이죠. 그리고 이러한 극성은 물간의 결합력을 만들어주죠(ex 표면 장력). 물의 기체 상태는 물 분자가 자유로워 거의 개별적으로 움직이는 상태라고 보시면 됩니다. 서로에게 결합력을 행사하지 않죠. 물의 액체 상태는 서로 붙어 있기 때문에 결합되어 존재하는 상태이며 기체보다는 덜 자유롭지만 움직일 수 있는 상태입니다. 물의 고체 상태는 서로간의 강한 결합력으로 분자간 6각 모양의 형태로 결합하여 고정된 상태입니다. 그리고 이렇게 고체, 액체, 기체의 상태를 변화시켜주는 요인은 온도입니다. 물리적으로 온도라는 것은 입자, 분도의 평균 운동에너지(운동의 활발성)입니다. 즉 온도가 높을 수록 운동이 활발해져 자유로워지죠. 그래서 액체에서 기체가 되기 위해서는 외부에서 열을 흡수해야합니다. 온도를 높여 운동을 활발히 하기 때문에 상태변화를 하는것이죠.본론으로 돌아와, 소금물의 경우를 생각해보죠. 소금은 NaCl로 물에서 전해질 상태로 존재합니다. 물에 녹아 Na+, Cl-가 됩니다. 이 전해질은 물이 자유로워지는 것을 방해합니다. 극성을 가진 물을 끌어 당기죠. 즉, 물(액체)이 기체(수증기)가 되기 위해 주변에서 열을 얻어 운동을 활발히 하지만 Na+, Cl-이 이 운동을 방해하여 쉽게 수증기가 되지 못하게 합니다. 그래서 이러한 방해를 극복하기 위해 더 많은 열이 필요하고, 더욱 높은 온도(더욱 활발해져야함)가 되어야하죠. 그래서 소금물의 끓는점이 높아지는 이유입니다.
학문 /
화학
22.10.31
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태양의 표면은 불덩이인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.별에서는 수소, 헬륨과 같은 가스들이 지속적으로 핵융합반응을 하고 있어 빛과 에너지가 방출됩니다. 불이 맞습니다!핵융합은 고온, 고압의 환경에서 원자와 원자가 결합해 더 큰 원자가 되는데, 이 때 결합전 원자의 질량합이 결합 후 원자의 질량보다 크게 됩니다. 이때 손실된 질량이 E는 mc^2라는 식에 의해 에너지로 전환되는데 이 에너지를 이용하는 기술이죠. 예시로 수소와 수소가 결합하여 헬륨이 될 수 있으며, 이 때 손실된 질량이 빛 에너지로 방출됩니다.
학문 /
지구과학·천문우주
22.10.31
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지진은 왜 주로 해안쪽에서 발생하는지 궁금합니다
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.판과 판이 만나는 경계부에서 발생하는 지진에 의해 주로 발생합니다. 판과 판은 조금씩 이동하고 있는데, 판이 벌어지거나 판이 충돌하면 마찰과 충격에 의해 지진과 화산폭발등이 발생할 수 있습니다.그런데, 판과 판의 경계부는 대부분 바다에 위치합니다. 그래서 바다에서 주로 지진이 발생하는 것이죠.
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지구과학·천문우주
22.10.31
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안개는 어떻게 생기는 걸가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.<안개>고기압 지대에서 새벽에 안개가 낄 수 있습니다. 밤부터 새벽까지는 식물의 광합성은 없고 호흡만 일어납니다. 그리고 호흡을 통해 수분 생성되며, 잎의 기공을 통해 나와 잎의 표면에 물이나 수증기의 형태로 존재하게 되죠. 그리고 고기압의 영향으로 수증기가 증발하지 못하고 지표면에 쌓이게 되는데, 기온이 낮은 새벽에 수증기가 쌓이며 포화수증기량을 넘어서 안개를 형성하게 됩니다. 그리고 안개 낀 날의 낮에는 대부분 날씨가 맑음을 알 수 있는데, 이는 고기압 지대이기 때문이죠.풀숲이 아닌, 저수지가 있는곳이나 해안가, 호숫가에서는 물의 증발로 인해 안개가 발생 가능합니다.다른 경우는 비가 오고 난 뒤 습해진 공기와 풀잎이나 나뭇잎에서 물의 증발이 일어납니다. 증발된 수증기가 산을 오르는 기류를 만나 천천히 올라가게 되면 팽창되고 기온이 떨어지게되죠. 그러면서 수증기는 물로 변하게 되는데 이때 안개나 구름이 되는것입니다. 그래서 습한날 산에 보면 작은 안개와 구름이 많이 보이는 이유입니다.
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지구과학·천문우주
22.10.31
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안개는 구름과는 다른 것일까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.<안개>고기압 지대에서 새벽에 안개가 낄 수 있습니다. 밤부터 새벽까지는 식물의 광합성은 없고 호흡만 일어납니다. 그리고 호흡을 통해 수분 생성되며, 잎의 기공을 통해 나와 잎의 표면에 물이나 수증기의 형태로 존재하게 되죠. 그리고 고기압의 영향으로 수증기가 증발하지 못하고 지표면에 쌓이게 되는데, 기온이 낮은 새벽에 수증기가 쌓이며 포화수증기량을 넘어서 안개를 형성하게 됩니다. 그리고 안개 낀 날의 낮에는 대부분 날씨가 맑음을 알 수 있는데, 이는 고기압 지대이기 때문이죠.풀숲이 아닌, 저수지가 있는곳이나 해안가, 호숫가에서는 물의 증발로 인해 안개가 발생 가능합니다.다른 경우는 비가 오고 난 뒤 습해진 공기와 풀잎이나 나뭇잎에서 물의 증발이 일어납니다. 증발된 수증기가 산을 오르는 기류를 만나 천천히 올라가게 되면 팽창되고 기온이 떨어지게되죠. 그러면서 수증기는 물로 변하게 되는데 이때 안개나 구름이 되는것입니다. 그래서 습한날 산에 보면 작은 안개와 구름이 많이 보이는 이유입니다.<구름>구름이 생기는 원리는 수증기량이 많은 공기가 상승하는 기류를 만나 상승하면서 부피가 커지고 온도가 떨어집니다. 때문에 공기중 수증기가 물이되면서 구름이 형성됩니다. 수증기는 바다의 물이나 강물 호수의 물이 증발하며 공기중에 존재할 수 있습니다.
학문 /
지구과학·천문우주
22.10.31
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블랙홀은 실제 존재하는가요?어떻게 생긴건가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.블랙홀은 상대성 이론과 우주론에 의해 예견된것이고 현재는 관측을 성공한 실존하는 것입니다.질량이 매우 크고 반경이 매우 작은 죽은 별입니다. 블랙홀은 태양 질량의 수백배가 되는 별의 죽음으로 생성될 수 있으며, 애초에 우주에 있는 성간물질이나 가스가 응축하여 만들어질 수 있습니다.별의 죽음으로 생기는 원리는, 거대한 별은 중력이 강합니다. 그래서 별이 살아 있을 때에는 핵융합 반응을 통해 열이 발생돼 별의 자체적인 중력과 평형을 이루며 별의 형태를 유지할 수 있습니다. 하지만 별이 죽게되면서 더 이상 핵융합 반응을 못하고 결국 자체 중력을 이기지 못하고 별이 붕괴하여 블랙홀이 되는것이죠.애초에 우주에 있는 성간물질이나 가스가 응축하면서 만들어진 블랙홀은 물질이 뭉쳐 자체적으로 강한 중력을 이길만한 열, 에너지를 만들지 못하고 붕괴되어 블랙홀이 되는것입니다.상대성이론에 따르면, 중력이 큰 곳(블랙홀과 같은)에서는 시간이 느리게 흘러가고, 중력이 약한 곳(우주와 같은 무중력)에서는 시간이 빠르게 흘러갑니다. 아래 사진은 블랙홀의 관측 사진입니다. 블랙홀은 빛도 빨아들이기 때문에 까맣지만, 주변의 별빛을 휘게 만들기 때문에 아래와 같이 나타납니다.
학문 /
지구과학·천문우주
22.10.31
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소금에 절임으로써 식품의 변질을 예방할 수 있는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.소금이나 소금에 절인 음식에 세균이 들러붙게 되면, 삼투압으로인해 세균의 외피로 세균의 체내 수분이 전부 빠져나가 말라 죽게됩니다. 그래서 식품의 변질을 예방할 수 있습니다. 삼투압은 농도가 낮은 곳과 농도가 짙은곳이 얇은 막으로 나뉘어져 있을 때 농도가 낮은 곳의 수분이 농도가 짙은 곳으로 수분이 흡수되는 현상입니다.
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화학
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