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평소궁금한건데 전자렌지는 어떻게음식을 데우나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.전자렌지가 음식물을 가열할 수 있는 것은 물분자가 극성을 띠고 있기 때문입니다. 즉, 물분자는 한 끝은 양이온으로 대전되어 있고 다른 끝은 음이온으로 대전되어 있는데, 얼음 속의 물분자들은 방향과 위치가 고정되어 있지만 액체 상태의 물분자들은 방향이 제멋대로이고 유동적입니다.이런 물을 강한 전기장 속에 넣으면 물분자들은 전기장과 나란해지려는 방향으로 회전하게 됩니다. 물분자가 회전할 때 다른 물분자와 충돌하며 이 충돌에 의하여 물분자의 운동 에너지가 열에너지로 변하게 됩니다. 전기장의 방향을 계속 바꾸면 물분자들은 계속 방향을 바꾸게 되어 마찰열이 발생하게 되는 것입니다.전자렌지가 방출하는 전자기파는 수십억 헤르츠의 진동수를 갖는 마이크로파입니다. 헤르츠는 진동수의 단위로 1초동안에 진동한 횟수를 뜻하므로, 물분자는 전자렌지 안에서 1초동안 수십억번이라는 천문학적인 숫자로 진동하게 되는 것 입니다. 그러한 천문학적인 진동횟수로 진동하는 동안 물분자들은 이웃한 물분자와 서로간에 동일한 천문학적인 마찰기회를 가지게 되고, 이때 막대한 양의 마찰열이 뿜어져 나오게 되는 것입니다. 이때 뿜어져 나오는 마찰열에 의해 음식물이 뎁혀지는 것인데, 음식물이 부분적으로 어떤 부위는 더 뜨겁거나 어떤 부위는 더 차갑거나 하는 이유는 수분함량의 차이 때문입니다.즉, 수분함량이 많은 부위는 더 뜨겁게 뎁혀지고, 수분함량이 적은 곳은 덜 뜨겁게 뎁혀지는 식입니다. 이러한 원리에 의해 전자렌지 내부에서 작동시에 고온의 열이 발생하더라도 이는 전자기파에 의해 직접 발생한 열이 아니라 일종의 수증기열이므로 너무 민감하게 걱정하실 필요는 없습니다.
학문 / 전기·전자
23.11.28
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롤러코스터의 구간별 에너지형태는 어떻게 전환되는지요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.롤러코스터는 처음에 모터를 이용하므로 1구간에서 전기에너지에서 운동에너지로 전환, 다시 운동에너지에서 위치에너지로 전환됩니다. 2구간에서는 위치에너지에서 운동에너지로 전환되고, 3구간은 운동에너지가 위치에너지로 전환됩니다.
학문 / 화학
23.11.28
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흐린날에도 태양광 충전이 가능한가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.햇빛이 많을수록 더 많은 전기를 생산하는 것은 맞지만, 그렇다고 꼭 직사광선에 노출될 경우에만 태양광 충전이 가능한 건 아닙니다. 태양광 모듈은 화창한 날과 같이 흐린 날에도 40% 정도 유효하답니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.11.28
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향수의 원리에 대해서 궁금합니다.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.향수에는 다양한 성분이 함유되어 있으며, 주로 알코올, 수분, 향료 등으로 이루어져 있습니다. 이 중에서 알코올은 휘발성이 높은 성분이므로 향수를 뿌리면 빠르게 증발하면서 향기를 냅니다.뿌린 향수가 증발하면서 향이 나는 이유는 향수 성분이 공기 중에 증발하면서 향분자들이 우리의 코나 뇌에 자극을 줌으로써 일어나는 것입니다. 이 때 향수 성분이 우리의 코나 뇌의 수용체에 결합하여 화학 반응을 일으키면서 우리는 그 향을 느끼게 됩니다.또한, 일부 향수에는 장시간 지속되는 노트라고 불리는 성분이 함유되어 있습니다. 이러한 노트는 향수가 증발하여 일시적으로 사라진 후에도 향을 지속시키는 역할을 합니다. 이는 향수의 향이 시간이 지나도 계속 느껴지는 이유 중 하나입니다.
학문 / 화학공학
23.11.28
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분말형 소화기의 원리가 무엇인지 궁금합니다
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.분말 소화기 속에는 가루와 같은 미세한 분말인 "제1 인산 암모늄"이라는 소화약제가 들어 있어 화재가 난 곳에 방출하면 질식 또는 냉각 효과가 있어 쉽게 불을 끌 수 있습니다. 분말 소화기에는 축압식과 가압식이 있는데 축압식은 용기에 압력 게이지가 달려 있고, 가압식은 소화기통 속에 질소(N2) 또는 탄산가스(CO2) 를 넣은 압력 용기가 들어 있는 것으로서 그 기능 및 사용법에는 차이가 없습니다. 소화기는 크기가 다양합니다.
학문 / 화학
23.11.27
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적포도주만 마시면 두통이 생기는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.적포도주는 포도껍질까지 모두 사용해서 만들기 때문에 히스타민이 더 많이 함유됩니다. 히스타민에 알레르기반응을 보이는 사람은 히스타민 분해 효소가 결핍되어 있는 경우로 알코올과 효소 결핍이 합해져서 두통이 생긴다고 합니다.
학문 / 화학
23.11.27
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달걀 삶을때 소금을 넣으면 껍질이 깨지지 않는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.맹물에 끓이면 계란 껍데기 안팎 액체의 농도 차가 커집니다. 삼투압에 의해 달걀 속으로 물이 스며들어 가 온도가 오르면 부피가 팽창해 껍질에 균열이 생겨 깨집니다. 그러나 소금을 넣으면 삼투현상에 의해 달걀을 삶을 때 소금을 넣으면 달걀 바깥쪽의 농도가 달걀 안쪽의 농도보다 상대적으로 높게 됩니다.그렇게 되면 달걀 안쪽의 수분이달걀 껍질의 안쪽에 위치한 얇은 막인 반투막을 통해 바깥쪽으로 조금 빠져나오게 됩니다.결국 소금을 넣지 않았을 때보다 소금을 넣었을 경우 반투막과 달걀껍질 사이에 물이 들어가게 됩니다. 이 때문에 삶은 달걀껍질이 깨지지 않고 깔 때 더욱 쉽게 달걀과 달걀 껍질을 분리시킬 수 있는 것입니다.
학문 / 생물·생명
23.11.27
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명왕성이 행성에서 탈락한 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.명왕성의 질량과 중력은 행성이라 보기엔 너무 작고 공전 궤도 또한 심한 타원형으로 찌그러져 있어 해왕성의 궤도 안쪽까지 침범하기도 하는 것으로 알려져 있습니다.그래서 국제천문연맹은 태양계 행성의 자격을 “태양의 주위를 돌아야 하고, 충분한 질량을 가져 자체 중력으로 타원이 아닌 구형을 유지할 수 있어야 하며, 공전 구역 안에서 지배적인 역할을 하는 천체이어야 한다.”고 규정했습니다. 이 기준에 따라 2006년 8월 24일, 명왕성은 태양 주위를 돌고 구형인 천체지만 공전 구역 안에서 지배적인 역할을 하지 못하는 천체여서 결국 우리 태양계에서 제외 시켰습니다. 일단 명왕성의 공전 궤도가 크게 찌그러져 있어 해왕성의 공전 궤도를 침범합니다. 해왕성은 명왕성을 무시할만한 크기와 질량을 갖추고 있지만, 명왕성은 해왕성을 무시할 수가 없기에 명왕성은 행성의 기준을 만족시킬 수가 없었습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.11.27
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태양열과 태양광의 차이점이 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.태양광(光) 발전은 햇빛 이용해 전기에너지로 변환하는 발전입니다. 햇빛을 받으면 태양광 패널의 양전지가 빛을 흡수하고, 그 빛을 내포한 에너지가 반도체 안에서 정공(+)와 전자(-)를 발생시키는 광전효과에 의해 전기를 발생시키는 발전 방식입니다. 즉, 태양광 발전 시스템은 '태양광 발전 모듈'을 이용해 빛을 직접 전기로 바꿀 수 있기 때문에 따로 발전기가 필요하지 않습니다. 태양열 발전은 태양으로부터 오는 복사 광선을 집열판으로 흡수해 열에너지를 모은 후 이 열을 이용하여 전기에너지를 만드는 방식입니다. 즉, 태양에너지에서 나오는 열로 물을 끓여 나온 증기로 터빈을 돌려 전기를 생산합니다. 태양빛을 열에너지에로 바꾸고, 열에너지를 다시 운동에너지로 바꾸고, 운동에너지를 다시 전기 에너지로 바꾸는 것입니다.
학문 / 전기·전자
23.11.27
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천둥번개가 칠 때 자동차 안에 들어가 있으면 안전하다고 그러는데, 어떻게 안전할수가 있는건가요??
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.번개 칠 때는 차 안에 있는 것이 안전합니다. 자동차는 금속으로 되어 있어 전기가 잘 흐를 것 같지만, 전자들이 자유롭게 움직일 수 있는 도체로 이루어져 있어 벼락을 맞아도 전자들이 겉면에서만 흐르고 도체의 안인 자동차 안의 전기장은 0이 되기 때문입니다. 번개가 치는 것은 구름과 땅 사이에 큰 전압이 걸려서 그 사이로 전기가 이동하는 것인데, 자동차에 전기가 쏟아져 들어오면 차 표면에 전자들이 퍼지게 됩니다.전자들끼리는 서로 같은 극이므로 밀어내는 힘이 작용하기 때문에 전자가 무더기로 쏟아지는 벼락이라도 차 안은 안전한 장소가 되는 것입니다.반면 지붕이 열린 자동차나 오토바이, 자전거, 트랙터, 골프 카트, 콤바인 등은 타지 말아야 합니다. 낙뢰가 바로 사람에게 떨어질 수도 있고, 플라스틱 소재는 전기가 잘 통하지 않고 안에서 열을 발생시켜 폭발 피해를 주기 때문입니다.
학문 / 기계공학
23.11.27
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