창문에 물이 맺히는 결로현상?은 왜 생기는 건가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.결로 현상은 공기 중의 수증기가 더 낮은 온도의 벽면이나 창 등의 면에 닿아 온도차로 인해 표면에 이슬로 맺히는 현상을 말합니다. 즉, 건물 안팎의 온도차가 심하게 발생하고 창문이나 외벽이 차가워지면서 따뜻한 공기가 맞닿아 결로 현상이 나타나는 것입니다. 습한 날 유리창이나 찬 음료가 담긴 컵의 표면에 물방울이 맺히는 것과 같은 원리입니다.내부 결로를 방치하면 건축물의 부식 뿐 아니라 곰팡이까지 발생하고, 발생한 곰팡이는 알레르기성 피부염, 호흡기 질환 등을 유발할 수 있습니다. 주기적인 환기와 실내 습도 조절, 적정 온도 유지는 결로 방지에 도움됩니다. 따라서 온도차와 습기를 잡아주어 결로를 막는 것이 중요합니다.
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석유는 인공적으로 합성해서 만들 수 없을까요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다. 결론부터 말하자면 합성석유는 만들 수가 있습니다.석유는 천연물이라 이런 이름을 붙인 건데, 화학적으로 만든 액체연료입니다. 합성석유는 석탄이나 바이오매스 또는 천연가스를 원료로 해서 만드는데, 하루 24만 배럴로 미미한 수준(우리나라 하루 수요의 10%)이기는 하지만 상업적으로 생산되고 있습니다.
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레이저 온도 측정기의 원리가 궁금해요
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.레이저 온도계를 적외선 온도계라고도 불립니다. 물질은 온도에 따라 특정한 파장의 빛으로 방출이 되죠. 그래서 레이저 온도계를 통해 물체에서 나오는 빛의 파장을 감지하여 온도를 계산해 내는 것입니다. 레이저 온도계에서 나오는 빛은 물체를 잘 조준하기 위한 빛으로 온도 측정을 위한 빛이 아닌 온도 측정에 도움을 주는 빛입니다.전자 레이저 거리측정기의 원리는 측정기에서 원하는 위치에 놓인 물체까지 빛을 쏘아 반사되어 오기까지의 시간을 측정하여 빛의 속력에 왕복 시간을 곱해줌으로써 거리를 산출하는 방식입니다.
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악어는 어떻게 그렇게 강한 턱힘을 가질 수 있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.무는 힘을 측정한 현존하는 동물들 가운데 그 힘이 가장 센 동물은 악어입니다. 예를 들어 오스트레일리아 인근에 서식하는 바다악어는 사자나 호랑이보다 무는 힘이 거의 3배나 더 강합니다. 그런데 악어의 턱은 놀라울 정도로 예민한데, 심지어 사람의 손끝보다 더 예민합니다. 갑옷처럼 단단한 가죽을 가진 악어의 턱이 어떻게 그처럼 예민하게 느낄 수 있습니까요?악어의 턱에는 수많은 감각 기관이 있습니다. 연구가인 덩컨 리치는 악어의 감각 기관을 연구한 후에 “악어의 두개골에는 구멍이 있는데 각 구멍에는 신경 말단이 하나씩 나와 있다”고 말했습니다. 이러한 구조 덕분에 턱에 있는 신경 섬유는 보호받게 되며 어떤 부위는 장비로 측정할 수 없을 정도로 예민합니다. 그 결과 악어는 입에 있는 음식물과 찌꺼기를 구분할 수 있습니다. 또한 어미 악어는 부화한 지 얼마 안 된 새끼 악어를 입안에 넣어 옮기면서 실수로 물어 죽이는 일이 없습니다. 이처럼 강한 힘을 가지고 있으면서도 예민합니다.
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염증이나 상처가 심할경우 해당 부위에 수술을 하거나 건드리면 심하게 통증을 느끼는 이유는 무엇일까요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.통증은 말초신경계에 위치한 통각(痛覺)수용기가 자극됨에 의해 시작되거나 말초신경계나 중추신경계의 손상 또는 기능 장애에 의해 비롯됩니다. 대부분의 통증은 자극이 사라지거나 신체의 손상이 회복됨과 동시에 사라지지만, 때로는 그 후까지도 지속되기도 합니다.
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야광별자리는 어떤 과학적원리로 빛이 나는지요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.물질에 가시광(전자기파)선을 쏘이면 전자의 궤도가 들뜬 상태가 됩니다. 이처럼 들뜬 전자가 불안정한 중간 정도의 궤도를 돌면서 받은 전자기파를 다 방출하면서 빛을 내는 것입니다.그리고 이처럼 야광이 빛을 내기 위해서는 바닥이나 들뜬 상태가 아닌 중간 정도의 상태를 유지할 수 있는 물질이 필요합니다. 현재 이와 같은 물질로는 각종 보석류와 황화광물이 있으며, 인공물로는 알칼리 토금속의 황화물이나 황화아연에 중금속을 함유하고 있습니다.혹은 방사선 물질인 라듐이나 스트론튬 등의 방사선 물질을 함유한 야광 물질도 있지만, 이처럼 사람에게 해로운 것은 스티커 등에 사용하지 않으니 걱정 말기 바랍니다.
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전기장판에 오랜 누워 있으면 인체에 해롭나요.?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.전기장판을 사용할 경우 인체에 영향을 미치는 4mG(밀리가우스)를 훨씬 넘어선 100mG(밀리 가우스)안팎의 전자파에 노출됩니다. 따라서 전기장판을 켜고 잠을 자면 신체의 생체에너지 흐름이 차단돼 질병에 대한 저항력이 감소됩니다. 전기장판을 사용하는 사람들에게서는 면역력 감소로 인한 암, 유산, 신경통, 수면부족, 심장병, 치매,파킨슨병 등이 일어날 수 있는 것으로 보고되고 있습니다. 또한, 옥돌, 맥반석, 게르마늄 등은 전기장판이 내는 전자파를 차단하는 효과가 매우 미미하다면서 전기장판을 이용할 때는 취침시 전원을 꺼야 한다고 권고하고 있습니다.
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평소쓰는 핫팩은 어떤원리로 따뜻해지는지궁금해요
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.핫팩의 원리는 바로 철(Fe)의 산화 발열반응입니다. 핫팩의 주성분은 철 가루, 활성탄, 소금, 수분 등으로 만들어집니다. 핫팩의 겉 포장을 뜯고 주무르거나 흔들면 안에 있는 철 가루가 산소와 만나 빨리 산화반응을 일으키고 몇 분내 온도가 30℃에서 60℃까지 올라가게 됩니다.철 가루의 산화반응에서는, 철과 산소가 반응물질이며 산화철은 생성물질입니다. 철과 산소가 가지고 있는 에너지의 합이 산화철이 가지고 있는 에너지보다 크기 때문에 그 차이만큼의 에너지가 방출되는 것입니다. 이때 방출되는 에너지의 대부분이 열에너지의 형태를 띠기 때문에 주변의 온도가 올라가는 발열반응이 되는 것입니다.핫팩의 경우 매우 곱고 미세한 철 가루를 사용하는데 그 표면적이 상대적으로 넓어서 공기와 쉽게 접촉해 공기와의 산화반응이 빨라지게 하며 같이 포장되어 들어있는 소금과 활성탄도 역시 산화반응이 빠르게 일어나도록 도와줍니다. 물론 이러한 핫팩은 사용 전에 공기가 잘 투과되지 않도록 포장을 처리하여 제품을 운반하거나 보관할 때 산화반응이 일어나지 않도록 하고 있습니다.
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반도체란 정확하게 무엇인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.반도체는 상온에서 전기를 잘 전하는 도체와 전기가 잘 통하지 않는 부도체(절연체)의 중간 정도에 있는 물질을 말합니다. 좀 더 전공에 가깝게 표현한다면 열 등의 에너지를 통해 전도성을 급격하게 변화시킬 수 있는 고체 물질로, 일반적으로 규소(실리콘) 결정에 불순물을 넣어서 만듭니다. 고유의 용도는 증폭 장치, 계산 장치 등을 구성하는 집적회로를 만드는 것입니다. 모래와 같은 규소 산화물들을 고온에서 여러 차례 정제해 순수한 규소의 순도를 높이고, 제조 공장에서 용도에 맞게 불순물의 비율을 조절하는 정밀한 가공을 거친 후 만들어진 거대한 실리콘 주괴를 얇게 절단해 제작한 실리콘 웨이퍼가 바로 대표적인 반도체입니다. 응용 분야는 매우 다양한데, 컴퓨터 부품인 시스템 반도체나 메모리 반도체뿐만 아니라 LED, LCD, OLED 등 디스플레이 소자와 태양전지도 모두 반도체로 만들어집니다. 컴퓨터나 스마트폰에 들어가는 반도체 칩은 실리콘 웨이퍼 위에 필름 카메라 사진 현상과 유사한 제조 공정으로 복잡한 회로를 그려 넣어 제조합니다.
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블랙홀의 생성원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.블랙홀은 다음과 같이 두가지 과정에 의해서 생성됩니다.첫째, 블랙홀은 질량이 매우 큰 별의 진화 마지막 단계에서 만들어질 수 있습니다.별의 진화과정에서 태양보다 8배 이상 무거운 별은 ‘적색 초거성’이 되며, 초신성 폭발을 일으켜 ‘중성자별’로 남습니다. 폭발 과정에서 많은 먼지를 우주에 뿌리며, 여기서 다시 새로운 별이 탄생합니다.둘째, 이처럼 별의 마지막 단계에서 생긴 블랙홀 외에 ‘원시 블랙홀’이라는 것이 있는데, 이는 약 150억 년 전 우주가 대폭발(big bang)에 의해서 창조될 때 물질이 크고 작은 덩어리로 뭉쳐져서 블랙 홀이 무수히 생겨난 것입니다.
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