안녕하세요. 옥성민 전문가입니다.
Q. 곤충은 애벌레와 번데기를 거친 변태과정이 왜 생긴건가요?
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.아래와 같은 이유가 있습니다.포식자로부터의 보호: 토양에 묻힌 고치나 번데기와 같은 번데기 단계는 취약한 발달 전환 동안 포식자와 환경적 스트레스 요인으로부터 보호합니다. 번데기는 곤충이 활동적인 먹이를 먹거나 움직일 필요 없이 생리적 변화와 조직 재구성을 겪을 수 있게 하여 포식에 대한 취약성을 줄입니다.생식적 격리: 어떤 경우에는 변태가 밀접하게 관련된 종 간의 번식적 격리에 기여하여 잡종화를 줄이고 종분화를 촉진할 수 있습니다. 생활 단계의 시기나 위치의 차이는 상호 교배를 방지하고 개체군이나 종 간의 유전적 특징을 유지할 수 있습니다.자원 분할: 변태는 곤충이 다양한 먹이 습관과 생태적 지위를 지닌 뚜렷한 형태로 생활 단계를 분리함으로써 곤충이 다양한 먹이원과 서식지를 이용할 수 있게 해줍니다. 예를 들어, 애벌레 단계는 성체 단계와는 다른 자원을 섭취하는 경우가 많으므로 동일한 자원에 대한 미성숙 개체와 성숙한 개체 간의 경쟁이 줄어듭니다.먹이 효율성: 유충 단계(예: 애벌레, 구더기)는 종종 빠른 성장과 음식 소비에 최적화된 특수한 먹이 구조와 행동을 가지고 있습니다. 이를 통해 유충은 자원을 효율적으로 활용하고 이를 체질량으로 전환하여 빠른 발달을 촉진할 수 있습니다.위와 같은 이점으로 인하여 곤충은 애벌래를 거쳐 번데기가 된 다음 성충이 되는 과정을 거치도록 진화했을 가능성이 있습니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.
Q. 나트륨은 그냥 물에 넣으면 왜 터지는건가요?
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.나트륨 금속을 물에 첨가하면 발열 반응이 일어나며, 이는 많은 양의 열 에너지를 방출함을 의미합니다. 이 반응은 매우 격렬하여 종종 공정에서 생성된 수소 가스의 발화로 이어져 작은 폭발을 일으킵니다.일어나는 일은 다음과 같습니다.수산화나트륨 생성: 나트륨 금속(Na)을 물(H2O)에 넣으면 물 분자와 반응하여 수산화나트륨(NaOH)과 수소 기체(H2)가 생성됩니다. 수소 가스 방출: 나트륨과 물 사이의 반응은 발열성이 매우 높습니다. 즉, 많은 양의 열 에너지를 방출합니다. 이 열 에너지는 물 분자의 수소 원자 사이의 결합을 깨뜨려 수소 가스를 형성하기에 충분합니다. 수소 가스의 점화: 반응에서 생성된 수소 가스는 열이나 스파크가 있을 때 자연적으로 점화되어 작은 폭발을 일으킬 수 있습니다. 이 폭발은 공기 중의 산소와 수소 가스의 급속한 연소로 인해 발생합니다. 요약하자면, 나트륨과 물 사이의 폭발적인 반응은 반응의 높은 발열 특성으로 인해 발생하며, 이는 자발적으로 발화할 수 있는 수소 가스를 생성합니다. 염화나트륨(식염)은 안정적이고 물과 격렬하게 반응하지 않는 반면, 금속 나트륨은 반응성이 높으므로 습기가 있는 경우 주의해서 취급해야 합니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.
Q. 왜 지구 남반부와 북반부의 변기 물 내려가는 것이 반대인가요?
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.위에 말씀하신 현상은 종종 "코리올리 효과"라고 불리며, 회전으로 인해 지구 표면에서 액체나 기단과 같은 움직이는 물체가 휘어지는 현상을 설명합니다. 그러나 싱크대나 변기의 물 배수 방향에 대한 코리올리 효과의 영향은 종종 크게 과장됩니다.실제로 코리올리 효과는 이러한 소규모 시스템에서 물 배수 방향에 영향을 미치기에는 너무 약합니다. 유역의 모양, 초기 물 흐름 방향, 물 흐름의 불규칙성과 같은 요소가 배수 방향을 결정하는 훨씬 더 중요한 요소입니다.코리올리 효과는 장거리에 걸친 지구의 자전이 운동 방향에 눈에 띄는 영향을 미치는 기상 시스템 및 해류와 같은 대규모 현상에서 더욱 두드러집니다. 북반구에서는 대규모 기상 시스템이 시계 반대 방향으로 회전하는 경향이 있는 반면, 남반구에서는 코리올리 효과로 인해 시계 방향으로 회전합니다.따라서 코리올리 효과는 대규모 기상 패턴과 해류의 순환에 영향을 주지만 싱크대나 화장실에서 물이 배수되는 방향에 미치는 영향은 미미합니다. 소규모 시스템에서 배수 방향을 결정하는 데에는 다른 요인들이 훨씬 더 중요한 역할을 합니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.
Q. 무풍 에어컨의 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.무풍 에어컨은 기존 에어컨의 바람 속도 0.6m/s에 비해서 4배 더 낮은 속도인 0.15m/s로 바람이 나오기 때문에 소음이 적고 강한 바람으로 인해서 춥게 느껴지는 것을 막을 수 있습니다. 이는 기존 에어컨보다 바람이 나오는 구멍을 작게 만들기 때문에 가능합니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.
Q. 동물이 사냥을 하면 내장부터 먹는다고 하던데 그 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 옥성민 과학전문가입니다.동물이 먹이를 사냥하고 소비할 때 종, 서식지, 생태적 요인에 따라 달라질 수 있는 특정한 먹이 행동을 보이는 경우가 많습니다. 사냥 후 내장을 포함한 내부 장기를 먼저 먹는 데에는 여러 가지 이유가 있을 수 있습니다.영양밀도: 간, 심장, 신장과 같은 내부 장기에는 비타민, 미네랄, 단백질을 포함한 필수 영양소가 풍부한 경우가 많습니다. 이러한 영양이 풍부한 기관을 먼저 섭취함으로써 포식자는 신속하게 에너지 저장량을 보충하고 영양 요구 사항을 충족할 수 있습니다.중요 기관에 대한 선호: 중요 장기는 동물의 생리, 신진 대사 및 전반적인 건강에 중요한 역할을 합니다. 포식자는 영양분 함량이 높고 먹이의 생존에 중요하기 때문에 본능적으로 이러한 기관을 표적으로 삼을 수 있습니다. 예를 들어, 간은 필수 영양소의 저장소이며 신진대사와 해독에 중요한 기능을 수행합니다.부패 감소: 내부 장기는 수분 함량과 효소 활동이 높기 때문에 근육 조직보다 더 빨리 부패하는 경향이 있습니다. 포식자는 내부 장기를 먼저 섭취함으로써 부패 위험을 최소화하고 먹이의 가장 신선하고 영양가 있는 부분을 확보할 수 있습니다.소비 효율성: 내부 장기를 먹는 것은 포식자에게 더 효율적인 먹이 전략이 될 수 있으며, 이를 통해 청소부나 경쟁하는 포식자가 시체를 먹기 위해 도착하기 전에 귀중한 영양소를 신속하게 추출할 수 있습니다. 이는 포식자의 에너지 획득을 극대화하고 경쟁자에게 식량 자원을 잃을 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.문화적 및 학습된 행동: 어떤 경우에는 먹이를 먹는 행동이 종 내에서 여러 세대에 걸쳐 전달되는 문화적 또는 학습된 행동의 영향을 받을 수 있습니다. 어린 포식자는 나이든 개체의 먹이 전략을 관찰하고 모방하거나 시행착오를 통해 먹이의 어느 부분이 가장 영양가 있고 맛이 좋은지 배울 수 있습니다.전반적으로 사냥 후 내부 장기를 먼저 섭취하려는 선호는 영양상의 이점, 자원 활용의 효율성, 진화 압력에 의해 형성된 타고난 약탈 본능의 조합일 가능성이 높습니다.답변이 도움이 되길 바랍니다.