안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
화학공학
Q. 냄비나 프라이팬의 코팅은 어떤 과학적 원리를 이용해 들러붙지 않게 하나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.냄비나 프라이팬의 코팅은 음식과 금속 표면의 직접적인 접촉을 막아 음식이 들러붙지 않게 합니다. 음식이 금속 표면에 직접 닿으면, 음식의 단백질 성분이 금속과 화학 결합을 형성하여 음식이 들러붙게 됩니다. 코팅은 음식과 금속 표면 사이에 얇은 막을 형성하여 이러한 화학 결합을 방지합니다.
기계공학
Q. 자동차나 배를 타면 왜 멀미를 하는 걸까요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.자동차나 배를 타면 멀미를 하는 이유는 시각과 전정기관, 체성감각의 정보가 서로 맞지 않기 때문입니다.시각은 주변 환경의 움직임을 감지합니다. 자동차나 배를 타면 주변 환경이 움직이는 것처럼 보이지만, 전정기관은 몸이 움직이는 것처럼 느낍니다. 체성감각은 몸의 위치와 움직임을 감지합니다. 자동차나 배를 타면 몸이 움직이는 것처럼 느낍니다.이러한 정보가 서로 맞지 않으면 뇌가 혼란을 일으키고, 멀미 증상이 나타납니다. 멀미 증상으로는 어지러움, 구토, 두통 등이 있습니다.
화학
Q. 해수 전지는 어떤 원리로 작동하나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.해수 전지는 해수(바닷물)를 전해질로 사용하는 전지입니다. 해수에는 염소 이온(Cl-), 나트륨 이온(Na+), 칼륨 이온(K+), 마그네슘 이온(Mg2+) 등의 이온이 포함되어 있습니다. 해수 전지에서는 이러한 이온들이 전기화학 반응을 통해 전류를 생성합니다.해수 전지의 기본 구조는 다음과 같습니다.양극: 전극 재료로 산화-환원 반응이 일어나는 물질이 사용됩니다. 일반적으로 백금, 구리, 니켈 등이 사용됩니다.음극: 전극 재료로 전자를 제공하는 물질이 사용됩니다. 일반적으로 탄소, 철 등이 사용됩니다.전해질: 이온이 이동할 수 있는 매질입니다. 해수 전지에서는 해수를 전해질로 사용합니다.
지구과학·천문우주
Q. 태양계에서 가장 큰 행성은 뭔가요? 순서가 어떻게 되나요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.태양계에서 가장 큰 행성은 목성입니다. 목성의 반지름은 약 71,492km로, 지구의 반지름(약 6,371km)의 약 11배에 달합니다. 목성의 질량은 지구의 약 318배로, 태양계 전체 행성의 질량의 약 75%를 차지합니다.태양계 행성의 크기 순서는 다음과 같습니다.목성토성천왕성해왕성지구화성수성태양계 행성의 크기는 행성의 구성 물질에 따라 달라집니다. 목성과 토성은 주로 수소와 헬륨으로 이루어져 있어 지구보다 훨씬 크고 밀도가 낮습니다. 천왕성과 해왕성은 얼음과 가스로 이루어져 있어 지구보다 크지만 목성과 토성보다는 작습니다. 지구, 화성, 수성은 암석으로 이루어져 있어 가장 작습니다.
생물·생명
Q. 인체에서 방귀가 생성되는 원리와 과정에 대해 설명해주세요.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.인체에서 방귀가 생성되는 원리는 크게 다음과 같이 나눌 수 있습니다.음식물의 소화음식물을 섭취하면 입안에서 소화액에 의해 분해된 후 위, 소장, 대장 등에서 소화됩니다. 이 과정에서 음식물의 일부는 소화되지 않고 대장으로 이동합니다.장내 세균의 작용대장에는 수많은 장내 세균이 서식하고 있습니다. 이 장내 세균은 소화되지 않은 음식물을 분해하면서 가스를 생성합니다.가스의 배출대장에서 생성된 가스는 항문으로 배출됩니다. 이때 가스가 빠져나가면서 소리가 나는 것을 방귀라고 합니다.방귀의 주요 성분은 질소, 수소, 이산화탄소, 메탄, 황화수소입니다. 이 중 질소와 수소는 무색, 무취이며, 이산화탄소는 약간의 냄새가 납니다. 메탄과 황화수소는 불쾌한 냄새를 냅니다.방귀의 냄새는 장내 세균의 종류와 양에 따라 달라집니다. 트립토판이라는 아미노산을 분해하는 장내 세균이 많으면 스카톨과 인돌이라는 불쾌한 냄새를 내는 물질이 생성됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 하늘에 별은 어떤색을 띄는 건가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.밤하늘에 보이는 별은 대부분 노란색을 띠고 있습니다. 이는 태양과 비슷한 온도를 가진 별이 많기 때문입니다. 태양의 표면 온도는 약 5,500℃로, 이 온도에서는 노란색의 빛이 가장 많이 방출됩니다.그러나 밤하늘에는 붉은색, 주황색, 푸른색, 하얀색 등 다양한 색깔의 별도 있습니다. 이는 별의 표면 온도에 따라 달라집니다.표면 온도가 3,000℃ 이하인 별은 붉은색을 띠는 적색 왜성입니다.표면 온도가 4,000~5,000℃인 별은 주황색을 띠는 주황색 왜성입니다.표면 온도가 5,000~7,000℃인 별은 노란색을 띠는 황색 왜성입니다.표면 온도가 7,000~10,000℃인 별은 푸른색을 띠는 백색 왜성입니다.표면 온도가 10,000℃ 이상인 별은 하얀색을 띠는 청색 왜성입니다.또한, 대기의 영향으로 인해 별의 색깔이 달라지기도 합니다. 대기에는 미세한 먼지 입자가 존재하는데, 이 먼지 입자가 별빛을 산란시키면서 별의 색깔을 바꾸는 것입니다. 따라서 도시와 같은 대기 오염이 심한 지역에서는 별의 색깔이 흐려지거나 변색될 수 있습니다.
전기·전자
Q. 휴대폰 급속충전과 일반충전의 차이점은 뭔가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.휴대폰 급속충전과 일반충전의 차이점은 충전 속도입니다. 일반충전은 일반적으로 5V, 2A의 출력으로 충전되며, 급속충전은 9V, 2A 이상의 출력으로 충전됩니다. 따라서 급속충전은 일반충전에 비해 약 2배 빠르게 충전됩니다.급속충전은 다음과 같은 방법으로 충전 속도를 향상시킵니다.충전 전압을 높임으로써 더 많은 전류를 공급합니다.충전 전류를 높이는 방식으로 더 많은 전력을 공급합니다.충전과 방전을 반복하는 방식으로 배터리의 충전 효율을 높이는 방식을 사용합니다.급속충전은 일반충전에 비해 배터리의 수명을 단축시킬 수 있다는 우려가 있습니다. 하지만 최근에는 배터리 보호 기술이 발전하여 급속충전이 배터리 수명에 미치는 영향이 크게 줄어들었습니다.
지구과학·천문우주
Q. 모기가 좋아하는 피가 있다던데 사실인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.사실입니다. 모기는 사람의 체온, 이산화탄소, 체취 등을 감지하여 흡혈 대상을 찾습니다. 이 중에서 체취가 모기의 흡혈 대상을 결정하는 데 가장 중요한 요소로 알려져 있습니다.모기는 사람의 체취에서 다양한 화학물질을 감지합니다. 그 중에서도 카르복실산, 젖산, L-아미노산, 콜레스테롤 등이 모기를 유인하는 것으로 알려져 있습니다. 특히 카르복실산은 모기가 가장 좋아하는 화학물질 중 하나입니다. 카르복실산은 땀, 배설물, 피와 같은 체액에 많이 포함되어 있습니다.따라서 체온이 높고, 이산화탄소를 많이 배출하며, 카르복실산을 많이 분비하는 사람이 모기에 더 잘 물립니다. 이러한 요소는 일반적으로 어린이, 임산부, 몸집이 큰 사람, 운동을 많이 하는 사람, 혈당이 높은 사람, 술을 마신 사람에게서 많이 나타납니다.또한, 모기는 어두운 색깔을 더 좋아하는 경향이 있습니다. 따라서 밝은 색깔의 옷을 입는 것도 모기에 물리는 것을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니
물리
Q. 인바디 측정 원리는 무엇인가요
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.인바디 측정은 인체의 전기저항(임피던스)을 측정하여 체성분을 분석하는 방법입니다. 인체는 수분, 단백질, 지방, 무기질 등의 구성 성분으로 이루어져 있는데, 각 구성 성분은 전기저항이 다릅니다. 수분은 전기가 잘 흐르고, 지방은 전기가 잘 흐르지 않습니다. 따라서 인체에 미세한 전류를 흘려 보내고, 전류가 흐르는 저항값을 측정하면 각 구성 성분의 비율을 추정할 수 있습니다.인바디 측정은 크게 다음과 같은 단계로 이루어집니다.전극 부착측정 대상자는 인바디 기기에 손과 발을 대고, 전극이 몸에 잘 부착되도록 합니다.전류 흐름인바디 기기는 손과 발 사이에 미세한 전류를 흘려 보냅니다.전압 측정인바디 기기는 손과 발 사이의 전압을 측정합니다.체성분 분석인바디 기기는 측정된 전류와 전압을 바탕으로 체성분을 분석합니다.인바디 측정은 다음과 같은 장점이 있습니다.비침습적 검사로, 검사 후 바로 일상생활로 복귀할 수 있습니다.비교적 빠르게 검사를 받을 수 있습니다.정확도가 높은 편입니다.
화학
Q. 비누는 어떻게 거품을 만드는 건가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.비누는 계면활성제의 일종으로, 물과 기름을 섞을 수 있는 성질을 가지고 있습니다. 비누의 주성분은 지방산의 염으로, 물과 기름의 경계를 부드럽게 만들어 거품을 만드는 데 도움을 줍니다.비누 거품은 다음과 같은 과정을 통해 만들어집니다.비누를 물에 넣으면, 비누 분자가 물과 기름의 경계면에 분포합니다.비누 분자의 한쪽은 물과 친화력이 있고, 다른 한쪽은 기름과 친화력이 있습니다.비누 분자의 물과 친화력이 있는 부분은 물에 달라붙고, 기름과 친화력이 있는 부분은 기름에 달라붙습니다.이렇게 해서 비누 분자가 둘러싸고 있는 기름 방울이 형성됩니다.비누 분자는 물과 기름의 경계면에 안정적으로 존재하기 때문에, 기름 방울은 쉽게 부서지지 않습니다.비누 거품의 크기는 비누의 종류, 물의 온도, 거품을 만드는 방법 등에 따라 달라집니다. 일반적으로 비누 거품은 작고 둥근 모양을 가지고 있습니다.비누 거품은 기름때를 제거하는 데 효과적입니다. 비누 거품은 기름때를 둘러싸고 공기와 차단하여, 기름때가 물에 녹아 없어지도록 도와줍니다. 또한, 비누 거품은 피부를 부드럽게 하고 세균을 제거하는 데에도 도움이 됩니다.