안녕하세요 성심껏 답변 드릴 김경렬 전문가입니다.
생물·생명
Q. 병안에 삶은 계란이 들어가는 과학원리는 뭔가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.병안에 성냥불을 넣으면 병내부의 온도가 올라가게 되고, 병내부 공기가 뜨거워지면서 공기의 부피가 팽창하게 됩니다. 껍질을 벗긴 삶은 계란을 병입구에 올려놓으면 병내부의 불이 꺼지면서 내부 온도가 내려가게 되고 내부온도가 내려가면 공기가 다시 수축하여 병내부로 공기를 빨아들이려고 하지만 계란이 막고 있어 계란채로 빨아당기게 됩니다.병을 뜨겁게 달구시면 그 주변의 기압의 팽창으로 상대적으로 작은 계란의 부피가 줄어들게 됩니다.그렇기 때문에 계란의 크기가 일시적으로 작아져서 빼실수 있습니다.
기계공학
Q. 비행기를 타게되면 귀가 막히고, 아픈느낌이 드는 이유는 무엇때문인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.고막의 내측을 중이,내이라 부르고, 고막의 외측을 외이라 부릅니다.고막은 내,외부의 압력차이에 의해서 영향을 받게되는데, 비행기를 타거나 고층건물에 오를때는 상층부의 저기압이 영향을 주게됩니다.고막의 외부는 기압이 낮고, 고막의 내부는 기압이-1기압(인체내의 기압--비행기 이륙전의 기압 그대로)이 유지되면,고막은 외부로 부풀어 오르듯한 모양이 됩니다.이땐 귀가 먹먹해지고, 소리를 잘 구별할 수 없는 상태가 될 수 있습니다.이때, 침을 삼키거나 껌을 씹게되면 유스타키오관을 통해서 고막 내외부의 압력차이가 맞춰지게 되면서 먹먹함도 사라지게 됩니다.
전기·전자
Q. 지우개가 연필과 같은 쓰여진 것을 지우는 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.흑연은 무른 금속에 속하므로 종이에다가 흑연으로 글씨를 쓰면 흑연이 갈라져 검은 가루가 종에 붙는거죠그래서 연필로 쓴 글씨를 땀이 살짝 난 손으로 훑으면 검게 묻어나오는겁니다 결합한게 아니라 흑연가루가 종이위에 붙어있는거죠거기서 지우개로 긁으면 지우개가 얇게 종이를 파서 흑연이 붙어있는 종이의 표면과 지우개 자신의 마찰에의해서 지우개가루에 얇은 종이와 흑연이 섞여서 나오게되는거죠그럼 결과적으로 흑연이 붙어있던 종이표면은 살짝 파이기때문에 지우개가 사라지는겁니다.
전기·전자
Q. 연필심도 전기가 통하나요? 과학적원리가 궁금해요.
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.연필심 주 재료인 흑연이 이루는 탄소 원자는 이 원자가전자가 네 개 있습니다. 한 탄소원자가 이웃하는 탄소 원자와 결합을 이룰 때는 전자를 하나씩 소모하게 됩니다. 그런데 흑연은 그 구조가 벌집모양이라서 한개의 탄소원자가 이웃하는 세 개의 탄소 원자와 결합을 합니다. 이렇게 되면, 각 탄소원자마다 원자가전자가 하나씩 남게 되죠. 이 전자는 원자의 속박에서 다른 전자들과 달리 자유로워서 흑연판 위를 지나다닐 수 있습니다. 이 전자가 전류를 흐르게 할 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우리나라와 달리 동남아 바다는 왜 애매랄드색인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.동남아 인근 지역 바다가 에메랄드빛, 즉 녹색을 띠는 이유는 ‘클로로필’이 큰 역할을 합니다.식물성 플랑크톤에 들어있는 클로로필은 작은 단세포 유기체의 녹색 색소로, 광합성을 통해 햇빛을 해양 생물의 먹이로 바꿔줍니다.색깔은 주변 환경과 해양 생물이 바다색을 결정합니다.
지구과학·천문우주
Q. 달도 지구처럼 공전과 자전을 할까요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.지구의 위성 달은 자전과 공전을 하는데요위성이라는 말 자체가 행성 주위를 도는 소행성.. 정도로 생각하시면 달이 공전하는건 당연합니다.달은 공전주기와 자전주기가 같습니다.달 사진같은거 보시면 항상 똑같잖아요.만약에 달이 자전을 안한다면 우리가 보는 달의 모습은 매일 달라져야 합니다.
화학
Q. 윤달이라는게 있는데 윤달은 왜 있나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.윤달은 음력에만 있으며, 음력에 한달이 더 있는 것(음력 1년이 13달인때 추가된 1달)을 말하는데 3년에 1달 또는 8년에 3달(19년에 7달)의 윤달이 있습니다. 예를 들어 음력 9월 다음에 음력 10월이 아니고 또 9월이 있으면 나중에 오는 9월이 '윤달'이며, '윤9월'이라고 합니다. 윤달에 태어난 사람이 음력으로 생일을 쇤다면 윤달이 언제나 있는것이 아니므로 보통 음력 평달에 생일을 쇱니다.음력 1달은 29.53059일(1년은 354.3일임)이고, 양력 1년은 365.2422일이므로 음력 1년은 양력 1년보다 약 11일이 짧습니다.그러므로 3년에 한 달, 또는 8년에 석 달의 윤달(음력)을 넣지 않으면 안 됩니다.만일 음력에서 윤달을 전혀 넣지 않으면 17년 후에는 5, 6월에 눈이 내리고 동지·섣달에 더위로 고통을 받게 됩니다.
생물·생명
Q. 왜 우리는 수면을 취해야 하는지 궁금해요
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.아직 까지는 정확히 알 수 없습니다. 다만 몇가지 설이 있죠첫번째 설은 회복설 인데요그러니깐 생물은 깨어 있으면 뇌가 손상되는데 잠을 자면서 뇌를 회복한다는 거죠 내일을 위해 그러나 동물에 따라 수면시간 차이가 많이난다는 점 때문에 아직 설이죠두번째는 에너지 보존설 인데요한마디로 에너지를 아낄려고 잠을 잔다는 겁니다. 곰의 겨울잠 처럼.하지만 자는 시간에 비해 절약되는 에너지의 양이 턱없이 부족해서 이것도 설이죠마지막으로 부동설 이라는게 있는데 그러니깐 움직이지 않으면 적에게 노출 되지 않아 안전하다는 생각 때문인데 자고 있는데 발각되면 저항 한번 못 해보고 저 세상, 적의 먹이가 됩니다. 그래서 이것도 아직 설이죠 잠을 자야하는 이유는 아직 정확히 모릅니다.
토목공학
Q. 황룡사지9층목탑은 왜 다시 복원하지 않을까요
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.정보 부족으로 복구가 불가능할 뿐입니다.그렇지 않아도 복원도가 만들어지기는 했지만 상상만으로 만들었기 때문에복원을 망설이고 있는 형편입니다. 복구되면 멋있을듯 하네요.황룡사9층 목탑은 신라 호국불교의 상징적인 탑입니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구가 물로 덮여 있는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.지구가 생성되었을 때 약 46억년전 원자핵의 발열과 수천의 미행성체와 운석의 충돌로 지구는 녹은 상태였고 그 당시에 지구핵은 밀도차에 의해서 만들어졌읍니다.지구 핵이 분리될 때 개스는 방출되었읍니다. 이 가스는 지구표면으로 기포상태로 외부로 빠져나오게 되었읍니다. 이러한 개스를 방출하는 outgassing이라 불리는 과정으로 원시대기가 생성되었읍니다. 이러한 최초의 단계에서 지구는 대기를 구성하기에 너무 뜨거운 상태였고 어떤 개스는 과열상태로 대기권 밖으로 탈출했읍니다.그러나 지구가 충분히 식어가자 비가 내리기 시작했고 끊임없이 계속되었읍니다.대기의 생성으로 지구를 작은 운석으로부터 보호되었읍니다.지구를 충돌하기 전에 타버렸읍니다. 구름이 지구를 덮자 태양으로부터 방사선들의 일부는 반사되고 지구가 더 빨리 식게했읍니다.결국은 지구표면이 고체로 변하고 지각판이 생성되었읍니다.수백만년 후 지구는 끝내 바다를 가지게 되었고 육지도 만들어졌읍니다.