안녕하세요. 윤보섭 전문가입니다.
물리
Q. 열역학 제 1법칙은 무엇인지요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.열역학 제1법칙은 쉽게 말해 에너지 보존 법칙입니다. 에너지 보존 법칙이란 에너지는 생성되거나 소멸될 수 없고, 단지 한 형태에서 다른 형태로 전환될 뿐이라는 것을 뜻합니다.더 쉽게 설명하자면, 어떤 시스템에 주어진 에너지는 그 시스템이 일을 하거나 열을 방출하는 형태로 나타납니다. 예를 들어, 자동차를 운전할 때 연료의 화학 에너지가 엔진의 운동 에너지와 열에너지로 전환되는 것처럼요. 이 때 총 에너지의 양은 변하지 않고 보존됩니다. 이것이 열역학 제1법칙인 에너지 보존의 법칙입니다.
생물·생명
Q. 인간의 신체는 절단 시에 얼마나 재생할 수 있나요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.사람의 신체는 전체적으로 크게 손상된 경우 자연적으로 완전히 회복되기는 어렵습니다. 사람은 일부 단순한 조직 손상에 대해서만 재생 능력이 있습니다. 예를 들어 피부나 혈액, 일부 근육 조직 등은 제한적으로 재생이 가능합니다. 하지만 신체가 절단되는 등 주요 기관이나 사지가 완전히 분리되면 이를 자연적으로 다시 재생시킬 수는 없습니다. 단지 일부 조직이 상처 부위를 치유하려 할 뿐이겠죠. 큰 손상의 경우에는 의학적 치료와 의수, 의족 등의 도움을 받아야 합니다.
전기·전자
Q. 체감온도는 어떻게 측정하는 기술인가요??
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.체감 온도는 기온, 바람, 습도 등 여러 기상 요소를 종합적으로 고려하여 측정되는 온도입니다. 가장 일반적인 체감 온도 산출 공식은 윈드칠이라고 부르는 온도 공식입니다. 이 공식에서는 기온과 바람 속도 값을 이용하여 체감 온도를 계산합니다. 바람이 강할수록 체감 온도는 실제 기온보다 낮아지게 되고 일부 모델에서는 습도, 일사량 등의 요소도 추가적으로 고려합니다. 미국과 캐나다에서는 습구온도와 바람 속도로 체감 온도를 산출하기도 합니다. 체감 온도는 기온만으로는 알 수 없는 실제 체감 열기나 추위 정도를 더 정확히 파악할 수 있게 해줍니다.
전기·전자
Q. 수학에서 배우는 2차 방정식 3차 방정식은 어디에 쓰일 수 있나요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.2차, 3차 방정식은 실생활에서 다양한 분야에 활용될 수 있습니다.먼저 물리학에서는 낙하 운동, 진자 운동 등을 표현하는데 사용되구요, 공학 분야에서는 건축물의 안전성, 다리의 하중 계산 등에 2차 방정식이 필요합니다. 경제학에서는 비용 함수, 수요-공급 모델 등을 계산할 때 활용하구요. 심지어 운동 선수들의 기록 데이터를 분석하거나, 투자 수익 그래프를 예측할 때도 고차 방정식이 쓰입니다.이처럼 실생활 다양한 분야에서 방정식이 활용되고 있습니다.
화학
Q. 바다에서 산소를 만들어내는 식물성 플랑크톤이 줄어드는 이유
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.바다에서 산소를 만들어내는 식물성 플랑크톤의 개체수가 줄어드는 주된 이유는 말씀하신 것처럼 지구 온난화로 인한 해수 온도 상승때문입니다. 좀 더 정확히는 해수 온도 상승이 해수 순환을 변화시켜 플랑크톤에 필요한 영양분 공급을 원활하지 않게 해 개체수 감소로 이어지게 하기때문이죠. 게다가 해양 산성화까지 플랑크톤의 석회질 껍데기 형성에 영향을 주면서 플랑크톤들은 생존에 위협을 받고 있습니다.
생물·생명
Q. 머리의 크기가 클 수록 지능이 높을까요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.머리 크기와 지능의 상관관계는 단순하지 않습니다. 인간의 뇌 용량이 오스트랄로피테쿠스에 비해 크게 증가했지만, 머리 크기 자체만으로 지능 수준을 단정 짓기는 어렵습니다.그보다는 뇌의 구조와 기능적인 발달 정도가 더 중요한 요소입니다. 예를 들어 대뇌 신피질의 발달 정도, 뉴런 연결의 밀도, 뇌 영역 간 상호작용 등이 인지 능력과 직결됩니다. 비슷한 크기의 뇌라도 이러한 구조적 차이에 따라 지능 수준이 달라질 수 있습니다.
전기·전자
Q. 태양광 발전을 통해 생산된 전기는 DC 직류인가요? DC 교류인가요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.태양광 발전을 통해 생산되는 전기는 DC 직류입니다. 태양전지에서는 광전효과에 의해 태양광이 전자를 내보내게 되고, 이 전자의 흐름이 직류 전기를 발생시킵니다. 따라서 태양전지에서 바로 얻어지는 전기는 DC 직류입니다.
지구과학·천문우주
Q. 담쟁이들이 벽을 타고 올라갈 수 있는 원리가 궁금합니다
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.담쟁이가 벽을 타고 올라갈 수 있는 원리는 잎자루와 줄기에 있는 작은 가시 모양의 부착기관때문입니다. 이 부착기관은 미세한 섬유다발로 이루어져 있으며, 벽면의 미세한 틈새에 밀착하여 반데르왈스 인력으로 붙을 수 있습니다. 반데르왈스 인력은 분자 사이의 약한 인력으로, 두 물체 사이의 거리가 가까울수록 강해집니다. 담쟁이의 부착기관 섬유들이 벽면과 밀착되면서 반데르왈스 인력이 작용하여 마찰력을 높여 벽에 잘 붙게 되는거죠. 또 담쟁이는 이 부착기관을 이용해 벽면에 발을 걸치며 선회하듯 올라가는 특별한 움직임으로 상승할 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 빅뱅이 일어난 시기는 어떻게 예측 할수 잇나요
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.빅뱅 이론은 우주가 아주 뜨겁고 밀집된 상태에서 시작되었다고 가정합니다. 우주가 팽창하면서 열이 방출되어 온도가 점점 낮아졌고 이 과정에서 우주 배경 복사(cosmic microwave background, CMB)가 생겨났죠. 우주 배경 복사는 우주 초기의 빛이 현재까지 도달한 것으로, 우주 초기 상태에 대한 귀중한 정보를 담고 있습니다. 과학자들은 우주 배경 복사의 온도와 분포를 관측하여 우주의 나이와 조성, 그리고 팽창 과정 등을 계산할 수 있으며 최신 관측 데이터에 따르면 빅뱅은 약 137억 년 전에 일어난 것으로 추정됩니다. 이처럼 빅뱅 이후 우주가 겪은 물리적 과정들을 역추적하여 빅뱅의 시기를 계산할 수 있습니다.
생물·생명
Q. 동물들은 어떻게 지진의 전조 증상을 아는 걸까요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.동물들이 지진을 미리 감지하고 대피하는 이유에 대해서는 아직 명확히 규명되지 않았지만 몇 가지 가설은 있습니다. 동물들은 사람보다 훨씬 예민한 청각과 후각 능력을 지니고 있어 지진 전조 현상으로 발생하는 미세한 소리와 기체 방출 등을 감지할 수 있다고 합니다. 또 지구자기장의 미세한 변화도 동물들이 민감하게 느낄 수 있어 지진을 예측하는데 도움이 된다는 설이 있습니다. 지각 변형으로 인한 작은 충격파 역시 동물의 예민한 감각으로 포착된다고 하죠. 이렇게 사람이 인지하기 힘든 지진의 전조 신호들을 동물들이 감지하고 본능적으로 위험을 피하려 대피하는 것으로 해석됩니다.