안녕하세요 성심껏 답변 드릴 김경렬 전문가입니다.
물리
Q. 소화기로 화재를 진압할때, 이 소화기가 어떤 과학적 원리로 불을 끄게 만드는 것인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.분말소화기경우 속에 밀가루와 같은 미세한 분말인 제1안산암모늄 이라는 소화약제가 들어있어 화재가 난곳에 방출하면 냉각효과가 있습니다. 또한 분말이 가라앉으면서 산소를 차단해 쉽게 타지못하도록 합니다.
생물·생명
Q. 은나노가 어떻게 세균을 죽일 수 있는지 궁금해요.
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.은은 우리 주변에 존재하는 대부분의 단세포 세균, 박테리아를 죽일 수 있다는 것이 실험을 통해 밝혀졌습니다. 은이 공기 중의 산소와 만나면 산소 분자는 산소 원자 형태로 은(금속 양이온 형태)에 달라붙는데 이것들이 세균, 박테리아 등의 세포막에 달라붙어 산화시키므로 파괴되어 살균 작용을 하게 되는 것입니다. 금속 양이온의 형태인 은이 세균의 세포막 성분의 음이온과 결합해 세포막을 파괴하여 살균 작용을 하게 된다는 설명도 있으나 아직 확실한 메카니즘이 밝혀진 것은 아닙니다.
물리
Q. 케플러의 제2 법칙은 무엇인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.케플러 제2법칙은 태양계의 행성들이 태양 주위를 공전할 때 등속도 운동을 한다는 법칙입니다. 이 법칙은 요한 케플러에 의해 발견되었으며, 케플러는 당시 태양계의 행성들이 등속도 운동을 하는 이유를 찾기 위해 수학적인 연구를 수행하였습니다.케플러는 당시 관측 가능한 정보와 수학적인 계산을 통해, 태양 중심으로 공전하는 행성이 일정한 선도속도를 유지하면서 공전한다는 것을 발견하였습니다. 즉, 행성이 태양과 가까울수록 더 빠른 속도로 공전하고, 태양으로부터 멀어질수록 느린 속도로 공전한다는 것입니다. 이를 토대로 케플러는 태양계의 행성 운동에 대한 법칙을 세우게 되었습니다.케플러 제2법칙은 이후 뉴턴의 만유인력법칙 등과 함께 우주와 천문학 분야의 발전에 큰 역할을 하였으며, 이후 다양한 천체들의 운동을 예측하고 연구하는 데에도 활용되고 있습니다.
생물·생명
Q. 세상에서 가장 빠른 곤충은 무엇인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.가장 빠른 곤충은 길앞잡이 라는 곤충이 세상에서 제일 빠릅니다 길앞잡이를 사람의 기준으로 환산을 하게 될 경우 300km/h 가 넘는 스피드를 낸다고 합니다.
물리
Q. 레이저는 어떤 원리로 레이저가 작동하는건가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.레이저는 "이득 매질"에서 전자를 자극 상태로 자극하기 위해 빛을 사용합니다.전자가 낮은 에너지의 미발성 상태로 붕괴되면, 그들은 광자 를 방출 한다 . 이 광자는 두 개의 거울 사이를 지나치므로 점점 더 많은 광자가 이득 매체를 자극하여 빔의 강도를 "증폭"합니다. 거울 중 하나의 좁은 구멍으로 인해 빛의 소량 (즉, 레이저 빔)이 빠져 나옵니다.
화학
Q. 껌이 물에 닿으면 딱딱해지는 원인은 무엇인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.껌은 프로세이틀린이라는 물질로 만들어진 식용적인것입니다.물과 만났을시 액채가 고채로 변하듯 승화작용이 일어납니다.이는 물의 수분이 껌의 프로세이물질에서 녹아 단단하게만들어버리는 겁니다.
지구과학·천문우주
Q. 물은 0도에서 어는데 왜 바닷물은 얼지 않나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.바닷물이 얼지 않는 것은 염분과 파도 때문입니다. 바닷물에는 2.5~3% 정도의 염분이 들어 있습니다. 염분 때문에 바닷물의 어는점은 영하 1.9℃ 정도로 내려가는데다 밀도가 가장 클 때의 온도도 4℃가 아닌 어는점 부근입니다어는점 부근의 차가운 바닷물은 계속해서 깊은 바닷속으로 가라앉습니다. 대양 대류 대순환(Oceanic Conveyor Belt)이 일어나고, 북극해 밑바닥의 해수 온도가 4℃보다 훨씬 차가운 것도 이 때문입니다.소금은 녹기 위해 주위에서 열을 많이 빼앗아 주위 온도를 낮추기도 합니다. 그러나 소금이 녹은 바닷물은 소금에 포함된 잘 얼지 않는 성질의 염소 성분 때문에 왠만해서는 잘 얼지 않습니다. 게다가 출렁거리는 파도가 액체가 고체로 되는 것을 방해하기도 합니다.
화학
Q. 방귀로도 가스 보일러 가동을 할수있을까요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.가능 할것으로 보입니다.방귀에 메탄가스 성분이 있기 때문 입니다. 하지만 방귀를 한데 모으기가 쉽지 않읍니다.그래서 가축의 똥이나 음식물 쓰레기를 이용해 에너지를 만든답니다.가축의 똥이나 음식물 쓰레기가 썩을때도 매탄가스가 나옵니다. 메탄가스를 태워 물을 끓일때 나오는 증기로 터빈를 돌리면 전기가 만들어 집니다.
지구과학·천문우주
Q. 태양계 모든행성은 타원형으로 공전하나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.모든 행성과 대부분의 다른 천체는 태양의 자전 방향(태양의 북극에서 보았을 때 시계 반대 방향)으로 공전합니다.태양 주위 천체의 궤도를 케플러의 행성운동법칙으로 묘사할 수 있는데 케플러의 법칙에 따르면, 개개의 천체는 태양을 한 초점으로 하는 타원의 궤도를 따라 운동합니다.지구와 화성을 제외하고는 계절을 논하기가 좀 어렵다고 할 수 있습니다.금성의 경우 한밤에도 450도를 육박하고, 낮에는 500도가 넘는 열을 가지고 있으며,겨울이건 밤이건 이런 온도차는 별로 나지 않고,지상에서는 너무 뜨거워서 액체상태의 물질이 존재할 수 없기 때문에 눈이나 비가 내리는 풍경을 지상에서 관측할 수는 없습니다.수성의 상황도 계절을 논하기는 어렵습니다.수성의 낮은 176일이나 지속되며, 낮기온은 무려 374도나 되고,특히 대기가 없어 대류현상이 일어나지 않으므로, 계절을 논하기는 어렵습니다.목성형행성인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성등은지표면이 없는데다가 목성만이 유일하게 대기 중에 암모니아가 섞여 있으나,다른 행성들은 암모니아가 빙점이하이기 때문에 얼어서 가라앉아 있죠.1년 내내 짙은 메탄가스덩어리로 덮혀 있어, 계절을 논하기는 역시 어렵습니다.게중에는 메탄으로 된 비가 내리는 위성이나 행성이 있을것으로 추측되지만,비가 내린다고 해서 그걸 계절이 있다라고 말하기는 좀 그렇겠죠.
기계공학
Q. 비행기는 낙뢰에 맞아도 괜찮은가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.비행기가 번개의 전류를 곧바로 공중에 흘려버릴 수 있도록 만들어져 있기 때문입니다.비행기의 몸통, 동체는 전기가 잘 통하는 알루미늄 합금 ‘두랄루민’으로 만들어집니다.비행기 그 자체를 커다란 전기회로라고 볼 수 있는데요.낙뢰의 강한 전류는 전기회로와도 같은 기체의 표면을 따라 순식간에 퍼지고,날개 곳곳에 설치된 피뢰침을 통해 곧바로 공중으로 흩어지게 됩니다.