전기 저항은 온도에 따라 어떻게 변화하나요?
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.도체에서 전류가 흐른다는 건 자유 전자들이 금속 내부를 이동하는 거예요. 그런데 이 전자들이 쭉 직진하는 게 아니라 금속 원자들에 부딪히면서 방해를 받거든요. 이 방해의 정도가 바로 저항이에요. 온도가 올라가면 금속 원자들이 제자리에서 더 세게 진동하기 시작하는데, 진동 폭이 커지면 전자가 부딪힐 확률이 높아져요. 좁은 복도에서 사람들이 가만히 서 있으면 지나가기 쉽지만, 모두가 팔을 흔들며 움직이면 통과하기 어려워지는 것과 비슷한 원리예요. 그래서 일반적인 금속 도체는 온도가 오르면 저항이 올라가요.반도체는 정반대 방향으로 움직여요. 반도체는 상온에서 자유 전자의 수 자체가 적은 물질인데, 온도가 올라가면 열에너지를 받은 전자들이 속박에서 풀려나 자유롭게 움직일 수 있게 돼요. 원자 진동이 늘어 방해는 좀 더 받지만, 전류를 나를 수 있는 전자 수가 훨씬 빠르게 증가하니까 전체적으로는 저항이 내려가는 거예요. 온도 센서로 쓰이는 서미스터가 이 성질을 이용한 대표적인 부품이에요.물질마다 이런 차이가 나는 건 전자가 얼마나 자유로운 상태에 있느냐에 달려 있어요. 금속은 이미 자유 전자가 넘쳐나니까 온도가 올라도 전자 수는 거의 변하지 않고 방해만 늘어나서 저항이 오르고, 반도체는 전자가 부족한 상태에서 출발하니까 온도가 올라야 비로소 전류를 나를 인력이 확보되는 거예요.극단적인 경우로 가면 초전도체처럼 임계온도 아래에서 저항이 완전히 사라지는 현상도 있어요. 이건 전자들이 쌍을 이뤄 원자 진동의 방해를 아예 받지 않는 특별한 양자 상태에 들어가기 때문인데, 온도와 저항의 관계가 물질의 내부 구조에 따라 얼마나 다양하게 나타날 수 있는지를 보여주는 사례랍니다 :)
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물티슈를 뽑을 때 왜 다음 장이 안 딸려 나오게 할 순 없나요?
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.물티슈가 줄줄이 딸려 나오는 건 접는 방식 때문이에요. 대부분의 물티슈는 팝업 방식이라고 해서 한 장의 끝부분이 다음 장의 시작 부분 위에 겹쳐져 있어요. 첫 장을 당기면 그 끝이 다음 장을 물고 올라오면서 연속으로 뽑히는 구조거든요. 이게 의도된 설계예요. 젖은 손으로도 다음 장이 입구에 미리 나와 있어야 바로 잡을 수 있으니까요.문제는 이 겹침 면적과 수분량의 균형이에요. 겹치는 부분이 넓으면 다음 장이 확실히 올라오지만 딸려 나오는 힘도 세지고, 좁으면 한 장씩 잘 끊기는 대신 다음 장이 안에 빠져버려 꺼내기가 어려워져요. 수분도 영향이 커서 물기가 많으면 시트끼리 표면장력으로 달라붙어 분리가 안 되거든요. 잘 끊기는 브랜드는 이 겹침 폭을 줄이고 시트 표면에 미세한 엠보싱 처리를 해서 장 사이에 공기층을 만들어놓은 거예요. 덕분에 끌려 나오는 마찰이 줄어서 한 장씩 분리가 잘 되는 거랍니다.완전히 안 딸려 나오게 만들 수도 있긴 한데 그러면 다음 장이 입구까지 올라오지 않아서 매번 뚜껑을 열고 손가락으로 집어 꺼내야 해요. 편의성과 낭비 사이의 트레이드오프라 제조사마다 이 균형점을 다르게 잡는 거예요. 한 장씩 잘 나오는 제품을 고르고 싶으시면 엠보싱이 있는 두꺼운 시트 제품을 고르시고, 뽑을 때 위로 천천히 당기지 말고 옆으로 살짝 꺾듯이 당기면 다음 장과의 접촉면이 빨리 떨어져서 딸려 나오는 게 훨씬 줄어든답니다 :)
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스템플러 뒤수분 평평한 금속이름이 앤빌이라는데 어디서 유래 된건가요??
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.앤빌은 원래 대장장이가 쓰는 모루를 가리키는 영어 단어예요. 대장간에서 달궈진 쇠를 올려놓고 망치로 두드려 모양을 잡는 크고 묵직한 금속 덩어리가 바로 모루인데, 영어로 이걸 앤빌이라고 부르거든요.스테이플러에서 이 이름을 빌려 쓴 건 역할이 비슷하기 때문이에요. 대장간 모루 위에서 망치가 쇠를 내리치면 금속이 구부러지잖아요. 스테이플러도 마찬가지로 위쪽에서 침이 내려오면 아래쪽 금속판이 그 힘을 받아내면서 침 다리를 안쪽으로 접어주는 역할을 해요. 위에서 내리치는 힘을 단단히 받쳐주는 평평한 금속이라는 점에서 모루와 본질적으로 같은 기능을 하니까 같은 이름이 붙은 거예요.이런 식으로 어딘가를 받쳐서 힘을 전달하거나 모양을 잡아주는 금속 부품에는 분야를 가리지 않고 앤빌이라는 이름이 쓰여요. 총기의 격발 장치에도, 피아노 건반 안쪽 해머 구조에도 앤빌이라 불리는 부품이 있거든요. 대장간에서 시작된 이름이 기능이 닮은 모든 부품에 퍼져나간 셈이랍니다 :)
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엑셀에서 날짜 함수를 쓰는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.데이터가 열 줄이면 눈으로 보는 게 빠르지만, 천 줄 만 줄이 되는 순간 눈은 더 이상 쓸 수 없어요. 실무에서 날짜 함수가 필요한 이유가 바로 여기에 있어요.예를 들어 직원 입사일이 5천 건 들어 있는 시트에서 2024년에 입사한 사람만 골라내야 한다고 해보세요. 눈으로 한 줄씩 확인하면 하루가 걸려도 모자라지만, YEAR 함수로 연도를 뽑아놓으면 필터 한 번에 끝나거든요. 매출 데이터에서 월별 합계를 내야 할 때도 MONTH 함수로 월을 추출해서 피벗 테이블에 던지면 몇 초 만에 월별 리포트가 완성돼요. 사람 눈에는 2026-05-12에서 5월이 바로 보이지만, 엑셀은 그 칸 전체를 하나의 날짜 값으로 인식하고 있어서 함수로 쪼개주지 않으면 월만 따로 걸러낼 방법이 없어요.자동화와 연결될 때 진가가 더 드러나요. 매달 반복되는 보고서를 만든다고 하면 TODAY 함수와 MONTH 함수를 조합해두면 파일을 열기만 해도 이번 달 데이터가 자동으로 걸러지거든요. 수동으로 날짜를 확인하고 범위를 다시 잡는 작업이 통째로 사라지는 거예요. 근속연수 계산도 DATEDIF 함수 하나면 입사일에서 오늘까지 몇 년 몇 개월인지 자동으로 나오는데, 이걸 사람이 일일이 계산하면 실수도 생기고 시간도 엄청 걸려요.결국 날짜 함수는 데이터가 적을 때는 쓸모없어 보이지만, 양이 많아지고 반복 작업이 생기는 순간 사람의 눈과 손을 대신해주는 도구예요. 컴활 시험에서 일부러 이런 함수를 출제하는 것도 실무에서 실제로 자주 쓰이기 때문이랍니다 :)
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고어텍스 자켓은 수증기랑 빗방울을 어떤 원리로 구분해서 통과시키는 건가요?
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.고어텍스의 핵심은 물방울과 수증기의 크기 차이를 이용한 거예요. 수증기 분자는 물 분자 하나가 기체 상태로 날아다니는 거라 지름이 약 0.0004마이크로미터 정도인 반면, 빗방울은 아무리 작은 물방울이라도 수증기보다 수만 배 이상 커요. 고어텍스 멤브레인에는 1제곱센티미터당 약 14억 개의 미세한 구멍이 뚫려 있는데, 이 구멍 하나의 지름이 수증기보다는 훨씬 크고 물방울보다는 훨씬 작은 딱 그 사이에 걸려 있어요. 체로 굵은 모래는 걸러내고 고운 가루만 통과시키는 것과 같은 원리인 거예요.여기에 한 가지 장치가 더 있어요. 멤브레인 소재인 ePTFE, 쉽게 말해 늘어난 테프론은 물을 극도로 싫어하는 소수성 물질이에요. 프라이팬에 기름이 안 눌어붙는 그 테프론이랑 같은 계열이거든요. 그래서 구멍 크기만으로 걸러내는 게 아니라 물방울이 구멍에 닿아도 표면장력 때문에 안으로 스며들지 못하고 튕겨져 나가요. 반면 수증기는 기체 상태라 표면장력의 영향을 받지 않고 구멍 사이를 자유롭게 빠져나가는 거랍니다.이 멤브레인을 만드는 공정은 PTFE 수지를 고온에서 빠르게 잡아 늘리는 방식이에요. 급격히 연신하면 분자 구조가 찢어지듯 벌어지면서 거미줄 같은 미세 섬유 사이에 구멍이 자연스럽게 형성돼요. 구멍을 하나하나 뚫는 게 아니라 재료 자체의 물리적 성질을 이용해 한꺼번에 만들어내는 거라 대면적에 걸쳐 비교적 균일한 구멍 분포를 얻을 수 있어요. 이렇게 만든 멤브레인을 겉감과 안감 사이에 라미네이팅해서 접합하면 우리가 입는 자켓 형태가 되는 거예요.오래 입으면 투습 기능이 떨어지는 건 멤브레인 구멍 자체가 망가지는 것보다 겉감의 발수 코팅이 닳아서 생기는 문제가 훨씬 커요. 겉감의 DWR 코팅이 살아 있으면 빗물이 겉면에서 구슬처럼 굴러 떨어지는데, 이 코팅이 마모되면 겉감이 물을 흡수해서 축축해져요. 그러면 멤브레인 바깥에 물막이 생겨 수증기가 빠져나갈 통로가 막히는 거예요. 구멍은 여전히 뚫려 있는데 출구 앞이 물로 덮인 셈이랍니다. 그래서 기능이 떨어졌다 싶으면 세탁 후 저온 건조기를 돌리거나 다리미로 열을 가해주면 DWR 코팅이 다시 살아나고, 그래도 안 되면 발수 스프레이를 뿌려주시면 처음에 가까운 성능을 되살릴 수 있어요 :)
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탄소나노튜브가 강철보다 가벼우면서도 강한이유가 무엇인가요
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.탄소나노튜브가 가벼우면서 강한 건 탄소 원자들이 결합하는 방식이 거의 완벽하기 때문이에요. 탄소 원자 하나가 주변 세 개의 탄소와 정육각형 벌집 모양으로 연결되는데, 이 결합이 자연계에서 가장 강한 공유결합 중 하나거든요. 같은 탄소로 이루어진 다이아몬드가 그토록 단단한 것도 이 결합력 덕분인데, 탄소나노튜브는 그 벌집 구조를 둥글게 말아놓은 형태라 잡아당기는 힘에 대해서는 다이아몬드보다도 유리한 구조를 갖고 있어요.가벼운 이유는 단순해요. 탄소 자체가 원자 하나의 질량이 철의 약 4분의 1밖에 안 되거든요. 거기다 나노튜브는 속이 비어 있는 빈 대롱 구조라 같은 부피를 채워도 재료가 훨씬 적게 들어요. 가벼운 원자를 적게 쓰면서도 결합 자체는 극도로 강하니까 무게 대비 강도가 어마어마해지는 거예요.강철이 이보다 약한 이유를 보면 차이가 더 분명해져요. 강철은 겉보기에 단단하지만 내부를 확대하면 철 원자들이 결정 알갱이 형태로 뭉쳐 있고, 알갱이와 알갱이 사이에 경계면이 존재해요. 힘을 받으면 이 경계면을 따라 원자 배열이 어긋나면서 미끄러지거든요. 쉽게 말해 약한 고리가 곳곳에 숨어 있는 셈이에요. 반면 탄소나노튜브는 이음새 없이 원자 하나하나가 끊김 없이 연결된 구조라 힘이 한 점에 집중되지 않고 전체로 고르게 분산돼요. 체인은 가장 약한 고리에서 끊어지는데, 약한 고리 자체가 없는 구조인 거랍니다.다만 이 놀라운 성질은 나노 크기 한 가닥에서의 이야기예요. 이걸 실제 구조물에 쓸 만큼 길고 균일하게 만드는 게 아직 가장 큰 과제로 남아 있어서, 소재 자체의 성능과 실용화 사이에는 넘어야 할 간극이 있답니다 :)
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비 내리는 곳이 예전에 비해서 이상현상이 일어나는거 같아요
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.체감하신 게 맞아요. 예전처럼 넓은 지역에 고르게 비가 내리는 패턴이 줄고, 좁은 지역에 갑자기 쏟아졌다가 구름이 지나가면 금방 그치는 국지성 호우가 확실히 늘고 있어요. 기상청 통계를 봐도 시간당 30밀리미터 이상의 강한 비가 내리는 횟수가 과거보다 뚜렷하게 증가하고 있거든요.이런 변화의 핵심 원인은 지표면 온도가 올라가면서 대기 중 수증기량이 늘어난 거예요. 기온이 1도 오르면 공기가 품을 수 있는 수증기가 약 7퍼센트 증가하는데, 이렇게 수분을 잔뜩 머금은 공기가 특정 지점에서 급격히 상승하면 좁은 범위에 한꺼번에 비를 쏟아내는 적란운이 만들어져요. 예전에는 큰 기압 배치에 따라 비구름이 넓게 형성됐다면, 이제는 도시 열섬이나 산지 지형 같은 국지적 요인에 수증기가 반응해서 동네 하나 단위로 비가 내렸다 안 내렸다 하는 거랍니다.사계절이 완전히 사라지지는 않겠지만 경계는 확실히 흐려지고 있어요. 봄과 가을이 짧아지고 여름 더위가 길어지는 건 이미 체감하고 계실 거예요. 겨울도 평균 기온은 올라가지만 간헐적으로 북극 한기가 밀려오면서 갑자기 강추위가 찾아오는 식으로 변하고 있어요. 계절이 없어진다기보다 계절 안에서의 변동 폭이 커지고 극단적인 날씨가 잦아지는 방향으로 바뀌고 있는 거랍니다.앞으로도 이런 추세는 이어질 가능성이 높아요. 갑자기 되돌릴 수 있는 성질의 변화가 아니라서 우리가 할 수 있는 건 이런 기후 패턴에 맞춰 도시 배수 시스템을 강화하고 폭우 예보 체계를 정밀하게 가다듬는 쪽이에요. 날씨가 예전 같지 않다는 감각은 꽤 정확한 관찰이랍니다 :)
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물(H2O)은 실제로 무슨 색인가요?
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.선생님이 틀리셨고, 눈이 이상한 게 아니에요. 물은 실제로 아주 옅은 파란색을 가진 물질이에요.소량의 물은 색이 너무 연해서 컵 한 잔 정도로는 눈에 띄지 않거든요. 그래서 일상에서는 무색투명하다고 배우는 거예요. 하지만 욕조처럼 물의 양이 많아지면 빛이 물속을 통과하는 거리가 길어지면서 그 옅은 색이 겹겹이 쌓여 눈에 보이기 시작해요. 흰 종이를 한 장 들면 투명하게 비치지만 수백 장을 쌓으면 하얗게 보이는 것과 비슷한 원리랍니다.물이 파란 이유는 물 분자 자체의 진동 특성 때문이에요. 물 분자는 빛 중에서 빨간색 쪽 파장을 아주 약하게 흡수하는 성질이 있어요. 백색광에서 빨간 성분이 조금씩 빠지면 남는 빛은 자연히 파란 쪽으로 기울거든요. 물이 적으면 흡수되는 양이 미미해서 차이를 못 느끼지만, 욕조 정도 깊이가 되면 빨간빛이 충분히 걸러져서 푸른 기운이 눈에 들어오는 거예요. 하늘빛이 반사된 것도 아니고 용기 색이 비친 것도 아닌, 물 그 자체의 색이에요.그러니까 푸른색 물체가 없는 욕실에서 물이 파랗게 보였다면 그게 정확히 맞는 관찰이에요. 오히려 그걸 알아챈 눈이 꽤 예민한 거랍니다 :)
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딤플이 있는 골프공이 더 멀리 날라간다고 하는데 그 원리가 뭔가요??
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.직관적으로는 표면이 울퉁불퉁하면 공기 저항이 더 클 것 같은데, 실제로는 정반대예요. 매끈한 공이 오히려 저항을 더 많이 받아서 훨씬 빨리 속도를 잃거든요.이걸 이해하려면 공 뒤쪽에서 벌어지는 일을 봐야 해요. 공이 날아갈 때 공기는 공의 앞면을 타고 흐르다가 뒷면 어딘가에서 표면을 떠나요. 매끈한 공은 공기가 표면에서 일찍 떨어져 나가면서 뒤쪽에 큰 저기압 공간이 생겨요. 이 빈 공간이 공을 뒤로 잡아당기는 힘으로 작용하거든요. 빨리 달리는 차 뒤에 먼지가 소용돌이치며 빨려드는 것과 같은 현상이에요.딤플이 있으면 각각의 작은 홈 안에서 공기가 미세하게 소용돌이치면서 표면 가까이의 공기층이 에너지를 얻어요. 이 에너지 덕분에 공기가 공의 표면을 더 오래 감싸고 흐르다가 훨씬 뒤쪽에서야 떨어져 나가거든요. 그러면 공 뒤쪽의 저기압 영역이 매끈한 공보다 훨씬 작아지고, 뒤로 잡아당기는 힘도 크게 줄어드는 거예요. 표면 마찰은 딤플 때문에 약간 늘어나지만, 뒤쪽 저항이 줄어드는 효과가 그보다 압도적으로 커서 전체 공기 저항은 절반 가까이 감소해요.실제로 같은 힘으로 쳤을 때 딤플이 없는 매끈한 골프공은 대략 절반 정도 거리밖에 나가지 못한다고 해요. 움푹 파인 홈 수백 개가 오히려 공기를 잘 붙잡아서 저항을 줄여주는 역설적인 구조인 거랍니다 :)
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엑셀 행과 열이 너무 헷갈립니다. 도와주세요.
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.행과 열이라는 이름은 화살표 방향이 아니라 데이터가 놓여 있는 한 줄 자체를 가리키는 거예요. 사진에서 빨간색으로 표시된 세로 화살표를 보시면, 화살표가 세로로 내려가니까 이걸 열이라고 부르고 싶으시잖아요. 그런데 이 화살표가 가리키는 건 생산, 영업, 총무, 종합계가 가로로 한 줄 쭉 늘어선 그 가로줄이에요. 가로로 늘어선 한 줄을 행이라 부르는 거예요. 화살표는 그런 가로줄이 아래로 여러 개 쌓여 있다는 뜻일 뿐이고, 이름은 줄 하나의 생긴 모양을 따라가는 거랍니다.파란색도 마찬가지예요. 파란 화살표는 옆으로 가고 있지만, 그 화살표가 가리키는 건 세로로 한 줄 쭉 내려가는 세로줄이에요. 세로로 늘어선 한 줄을 열이라 부르는 거예요. 화살표 방향으로 읽으면 반대가 되니까 헷갈렸던 거랍니다.외우는 방법은 한자를 떠올리시면 한 방에 정리돼요. 행이라는 글자를 보면 가로획이 눈에 들어오죠. 가로줄이 행이에요. 열이라는 글자는 세로획이 눈에 들어오고요. 세로줄이 열이에요. 엑셀에서 A열 B열 하면 세로 한 줄, 1행 2행 하면 가로 한 줄이에요. 이것만 잡으시면 앞으로 헷갈릴 일 없을 거예요 :)
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