안녕하세요 성심껏 답변 드릴 김경렬 전문가입니다.
화학
Q. 숯은 어떻게 오랫동안 열을 낼수 있는건가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.나무, 즉 목재는 일반적으로 탄소와 수소, 수분, 그리고 섬유질인 셀룰로오스 등으로 이루어져 있습니다. 충분한 산소와 적정한 온도로 나무를 태우게 되면 연소과정에서 이런 물질들이 공기중의 산소와 반응해 이산화탄소, 빛에너지, 열에너지 등으로 바뀌면서 결국 재로 변하게 되는데요. 이런 반응을 완전연소라고 합니다. 우리가 흔히 볼 수 있는 나무가 타는 모습은 모두 이런 완전연소 반응이라 할 수 있죠. 하지만 숯을 만드는 과정은 이런 완전연소와는 다른 과정을 거치게 됩니다. 연소과정의 필수요소인 충분한 산소 공급을 차단해 완전연소가 아닌 불완전 연소를 유도하는 것인데요. 목재가 불완전연소를 거치면 재가 아니라 탄소덩어리인 숯이 만들어지게 됩니다.숯을 만들기 위해서는 목재를 가마 안에 차곡차곡 쌓은 후 불을 붙여 약 1,000도 이상의 높은 온도를 유지시킵니다.이때 가마의 입구를 막아 가마 내부의 산소를 차단시키면, 가마 안의 목재들은 완전연소가 아닌 불완전연소를 하게 됩니다. 이 과정에서 목재의 주성분인 셀룰로오스가 탄소로 분해되어 목재는 거대한 탄소덩어리인 숯으로 변하게 되는데, 숯의 탄소성분은 보통 85% 이상이나 된다고 합니다. 이처럼 탄소성분이 높기 때문에 일반 목재에 비해 열효율도 뛰어난 것이죠.
지구과학·천문우주
Q. 토네이도는 우리나라에 없는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.토네이도는 해수면의 온도가 높고, 대기 하층은 습하나 상층이 건조할때 발생합니다. 미국은 산이 많기보단 넓은 평야가 많은 나라입니다.하지만 우리나라는 여러 산맥이 넘치는 복잡한 지형으로 형성되어있어 이러한 이유로 토네이도가 생기는 일이 적다고합니다. 또 한반도의 상공은 대기가 크게 불안정하지 않는게 토네이도 형성에 비적합하다고합니다. 그래서 우리나라는 흔하게 볼수있는 토네이도는 해안가에서 용오름 정도 밖에 안됩니다.이렇게 보면 우리나라는 토네이도에 안전한 나라라고 볼수있읍니다.
전기·전자
Q. 가정집에 사용하는 일반등과 led등은 어떤 차이점이 있나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.LED 전등의 특징은 바로 전력사용대비 효율이 좋다는 것 때문에 주로 사용합니다.이 LED전등의 효율을 lm/W로 볼 수 있는데 총광량은 루멘(lumen)으로 표시합니다. 따라서 총 광량을 맞추어서 LED로 형광등을 대체하면 10% 이상 향상된 전력효율을 볼 수 있습니다. 그리고 형광등보다 수배 오래가는 긴 LED 칩셋의 수명도 좋은 장점 입니다.
지구과학·천문우주
Q. 9월에 우리나라에 태풍이 많이 올라오는 이유는 무엇인지 궁금합니다
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.태풍이 생기는 간단한 이유는 온도차에 의한것입니다. 주로 태양에 영향을 제일 많이 받는 적도쪽 바다에서 많이 발생을 합니다. 따뜻한 공기가 적도 바다를 지나면서 많은 수증기 들이발생을 하게 되고 이 상황이 반복되면서 적란운이 생성되고 태풍으로 바뀌게 됩니다.태풍은 열태평양 고기압성 이기 때문에 저기압이 위쪽으로 올라오게 되는것입니다.태풍은 적도 부근에서 발생하여 위쪽으로 올라오게 되어있습니다. 우리나라는 적도 위쪽에 위치하고 있기 때문에 아래쪽에서 태풍이 항상 올라 오는것이죠.9월부터 북쪽에서 저기압이 찬바람을 가지고 내려와서 태풍이 더이상 우리나라로 접근하는 막아줬는데 지금은 지구 온난화에 의해 북쪽에서 저기압 형성이 한국까지 내려오지 않았기 때문에한국에 직접적인 영향을 미치고 있는 상황입니다. 앞으로도 9월에는 계속해서 태풍이 생길거같읍니다.
지구과학·천문우주
Q. 번개의 속도는 얼마나 되나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.과학적으로 밝혀낸 번개의 속도는 일반적으로, 시속 약 360,000,000km입니다. 초속은 약 100,000km/s로 정말 빠른 속도입니다.번개는 구름과 구름, 구름과 지표면 사이에서 공중 전기의 방전이 만들어낸 불꽃으로 이 중 구름과 지표면 사이에서 발생한 번개를 낙뢰라고 하며, 눈으로 볼 수 있는 기상 현상입니다.
화학
Q. 다른열매는 안그런데 은행열매는 왜 악취가 나는 걸까요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.다 익은 은행나무의 과실의 과육은 아주 불쾌한 냄새를 풍겨 동물들이 먹지 못하게끔 하여 무사히 발아하여 다음 대를 잇는 은행나무로 거듭납나다.
지구과학·천문우주
Q. 극지방에는 여름이 유독 짧다고 하는데 이유가 있을까요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.극지방은 태양빛이 적도지역에 비해 많이 비스듬하게 들어오기 때문에, 단위 면적당 받는 태양에너지의 양이 적고요. 따라서 태양빛을 얼음이 녹을 정도로 강하게 받는 시기가 짧을 수 밖에 없습니다.극지방이나 고위도 지방은 봄~여름철은 굉장히 짧고 거의 1년 내내 눈과 얼음이 꽁꽁 얼어 있는 툰드라 기후나 빙설기후 같은 한대 기후인 이유가 여기 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구의 온도가 계속 상승하는 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.지구의 온도가 상승하고 있는 가장 주된 이유는 지구온난화때문인데요.간단하게 설명을 드리자면 이산화탄소의 계속 되는 배출양으로 인해 생긴 대기층의 온실가스가 태양의 복사열을 다시 지구의 표면으로 반사해 점점더 온도가 뜨거워지고 있는 현상입니다.조금더 지식을 더하자면, 나무심기, 친환경에너지 만들기 등으로 온도상승의 문제를 막을수있습니다.
물리
Q. 비행기 이륜시 바퀴의 역할은 무엇인가요
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.비행기는 자동차와 달리 엔진의 힘을 바퀴로 전달하는 장치가 없읍니다.엔진에서 내뿜는 배기 가스의 반작용을 이용해 앞으로 나아갈 뿐입니다. 따라서 자동차처럼 후진 기어를 넣어 진행 방향을 바꿀 수가 없읍니다. 그렇지만 공항에 가보면 비행기들이 활주로로 나가기 위해 후진하는 모습을 볼 수 있는데 그건 지게차처럼 생긴 견인차(토잉카)가 끌어주는 것입니다.
토목공학
Q. 목화에서 하얀 솜은 왜 나오나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.하얀 솜털 사이사이에 까맣고 딱딱한 목화씨앗이 들어 있습니다.하얀 솜털은 목화씨앗을 보호하고, 바람에 잘 날려 씨앗을 멀리 퍼트리기 위해 나오는 것인데 사람들이 그것을 실로 뽑아서 무명(면, 코튼 Cotton)의 원료로 쓰는 것입니다.