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콜라병에 멘토스가 빠졌는데 콜라가 화산처럼 뿜어져 나오던데 왜그러는건가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.멘토스는 껌처럼 질긴 성질과 끈적한 성질이 있는데 이는 아라비아 고무성분 때문입니다. 그리고 콜라에는 탄산염이 있어서 청량감을 느낄 수 있습니다. 멘토스의 아라비아 고무성분과 탄산염이 반응하여 급속도로 탄산(이산화탄소)을 만들어내는 원리입니다.
학문 /
화학
22.10.25
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4차원 도형에 대해 궁금합니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.4차원은 사람의 두뇌로 생각은 할 수 있으나 안타깝게도 이미지화는 할 수 없습니다.지금부터 아래 설명을 상상하며 머릿속으로 그림을 그려보시길 바랍니다.먼저, 3차원을 쉽게 생각해보죠. 먼저 1차원 직선 1을 그립니다. 그리고 1차원에 수직한 직선인 직선2를 추가하여 2차원을 그립니다. 그리고 직선1과 직선2에 동시에 수직한 직선인 직선3을 그려 3차원을 그립니다.다음으로 4차원인데, 직선1, 직선2, 직선3과 동시에 수직한 직선4를 그려보죠. 이것이 4차원 입니다. 또한 5차원 6차원도 같은 원리로 상상하시면 됩니다. 그리고 이러한 것들은 수학적으로 표현도 가능합니다.그런데, 우리는 여기서 한가지 사실을 알 수 있습니다. 2차원 공간은 1차원으로 둘러 쌓여 있으며 1차원 직선이 이동하며 지나간 흔적을 남긴 것이라 생각할 수 있습니다. 또 3차원 공간은 2차원인 면으로 둘러쌓여있으며, 2차원 면이 이동하며 흔적을 남긴 것이라 생각할 수 있습니다.그렇다면 4차원 공간은 3차원의 부피를 가진 3차원으로 둘러쌓여 있으며 3차원 부피가 이동하면서 흔적을 남긴 것이라 생각할 수 있습니다. 이것을 3차원 공간에 표현하면 4차원이 되는 것입니다. 아래와 같은 그림이 3차원을 상상의 4차원 축으로 이동시킨 흔적을 표현한 것이며 이를 아래사진처럼 2차원에 표현하지말고 실제로 3차원 우리 공간에 표현하면 그것이 4차원을 표현한 것입니다.여기서 하나 집고 넘어갈 점은 2차원에서는 3차원을 그림으로 그리지만 그것이 3차원에 살고 있는 우리의 상상 때문에 3차원으로 느낄 수 있다는 것입니다. 아래 그림은 2차원에서 표현하면 2차원에 사는 존재들은 단순히 평행 4변형 3개를 이어붙인 것으로 보일 것입니다. 또한, 변과 변이 이루는 각도 90도가 아니죠. 하지만 우리는 3차원에 살고 있기 때문에 3차원 입체 도형이고, 각도 90도란 것을 상상할 수 있죠.
학문 /
생물·생명
22.10.25
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이과 분야 증명의 기본 전제로 쓰이는 공리와 정리의 구별 기준이 무엇일까요??
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.공리는 증명이 불가하며 수학이라는 체계를 만드는 뼈대입니다. 즉, 수학에서 공리가 없으면 아무것도 없죠. 정리는 공리를 이용하여 새로운 사실을 증명해냄으로써 얻어지는 것입니다.
학문 /
물리
22.10.25
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흔들면 따듯해지는 핫팩의 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.핫팩은 철가루로 제작을 합니다. 철가루는 산소와 반응을 잘하며 철가루가 산소와 반응하는 산화반응이 일어날 때 열이 발생하죠. 철의 산화반응을 이용해 핫팩을 따뜻하게 만들 수 있습니다.<참고>똑딱하는 액상 핫팩에는 아세트산나트륨 과포화 용액이 들어있습니다. 이 액체형 핫팩에는 아세트산나트륨이 너무 많이 녹아 있어 불안정한 상태이고 작은 충격에도 쉽게 과포화 상태가 깨지게 됩니다. 그래서 똑딱 해주게 되면 과포화 상태가 깨져 이 용액에 굳어지며 고체가 됩니다. 대부분의 물질은 액체 상태에서 고체 상태가 될 때 열을 방출합니다. 그래서 액상 핫팩은 고체가 되며 열을 내뿜어 따뜻하게 되는것이죠
학문 /
물리
22.10.25
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높은곳에 올라가서 몸무게를 재면 몸무게가 더 적게 나오나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.네, 높은곳에가면 중력이 약해지기 때문이죠. 중력은 만유인력으로 질량과 질량이 서로 끌어당기는 힘입니다. 그리고 이 힘의 크기는 질량이 클수록, 거리가 가까울수록 세집니다. 즉, 중력도 만유인력의 일종이고 지구와 멀어지게되면 중력을 거의 못느끼게되면서 몸무게도 적게나오죠.
학문 /
지구과학·천문우주
22.10.25
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과학적으로 인간이 전자파에 오래 노출이되면 어떤 병이 올수있나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.스마트폰, 컴퓨터, tv 등은 마그넷이나 전자파가 나오긴 하지만 인체에 유해할 정도의 전파가 방출되지는 않습니다. 전자제품, 전자기기를 제작할 때에도 안전규정을 지키며 생산하기 때문에 큰 걱정은 안하셔도 괜찮을거 같습니다.
학문 /
전기·전자
22.10.25
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환경문제로 계절이 점점 바뀌는 걸 느끼는데 왜 유독 봄 가을만 짧아질까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.계절이 바뀌는 이유는 지구의 자전축이 지구의 공전궤도면과 수직하게 서있지 않고 기울어진 채로 태양 주위를 공전하기 때문입니다. 지구의 자전축이 기울어진 채로 공전하며 남반구가 태양과 가깝게 놓이게 되면 여름, 가장 멀게 놓이게 되면 겨울, 그 중간을 봄과 가을을 맞이합니다. 또한, 봄과 가을에는 겨울, 여름의 기단이 머물러 있는 시기기 때문에 봄, 가을을 맞이해도 여름, 겨울과 같은 날씨가 있다보니 유독 짧게 느끼는 것입니다.
학문 /
화학
22.10.25
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0분에0이 정의 되지 않는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.0은 아무것도 없음을 의미하는 수입니다. 아무것도 없는 것으로 무언갈 나누는게 의미가 없기 때문이죠. 우리가 맛있는 사탕을 3개 가지고 있는데, 3명한테 골고루 나누어주려면 1개씩 나누어 줄 수 있습니다. 하지면 0명에게 나누어 준다라고 하면 의미가 없는 것이고 정의하지도 않기 때문입니다.
학문 /
화학
22.10.25
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전자레인지는어떤원리에의해 음식물이데워지는가요
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.전자레인지에서 나오는 마이크로파는 특정파장과 진동수를 가지고 있는데 이 빛이 물 분자를 진동시키는데 적합한 진동수와 파장이기 때문에 물만 데워집니다. 유리잔을 떨리게 하는 진동수와 파장이 아닙니다. 그리고 마이크로파가 물 분자를 진동시키는 원리는 물분자는 전기적 극성을 가지고 있는데, 극성을 가진 물 분자는 마이크로파(전자기파=빛)와 상호작용하며 빠른 속도로 왕복운동을 하며 진동을 하는 원리입니다.
학문 /
전기·전자
22.10.25
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나무는 가을에 왜 나뭇잎이 단풍이 지고 나면 다 떨어질까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.봄부터 여름까지 엽록소가 만들어지면서 초록 잎을 유지하였지만 가을이 되면서 이 엽록소가 더 이상 만들어지지 않습니다. 이유는 떨켜층에 의해 나뭇잎에 수분이 부족해지고 영양분이 쌓여 산성을 띠게 되면서 엽록소가 분해됩니다. 엽록소가 분해되며 노란, 주황, 빨강, 핑크 등으로 색이 바뀌어 단풍이 지는 것이죠.또한 색이 다른 이유는 색소의 종류와 함유량이 다르기 때문입니다. 붉은색은 엽록소가 분해되며 안토시아닌을 생성하며 띠게되고, 노란색은 크산토필, 카로티노이드가 생성되면서, 갈색은 크산토필, 타닌이 생성되면서 띠게되는 색입니다.엽록소가 분해되는 이유는 겨울 동안 나무는 에너지 소모를 최소화하고 나무 내에 있는 수분을 최소화(수분이 얼면 부피가 증가해 손상을 입기때문에)하는 작업을 시작합니다. 그 중 에너지 소모를 줄이기 위해 잎과 나뭇가지 사이에 떨켜층을 형성하여 나뭇잎에 수분 공급을 중단시키고 나뭇잎으로부터 에너지(양분) 공급을 중단 받아 나뭇잎의 농도가 올라 산화되면서 엽록소가 분해돼 단풍이 들게하며 이후에 낙엽이 되어 떨어지게 만듭니다.
학문 /
생물·생명
22.10.25
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