안녕하세요. 윤보섭 전문가입니다.
화학
Q. 밀도와 부피는 어떤 차이가 있는지 알려주세요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.밀도는 단위 부피당 질량을 나타내는 값입니다. 그래서 같은 부피라면 질량이 클수록 밀도가 높아집니다. 반면 부피는 물체가 차지하는 공간의 크기를 나타냅니다.예를 들어 같은 질량의 물과 철을 비교하면, 물은 부피가 크지만 밀도가 낮고, 철은 부피가 작지만 밀도가 높습니다. 이처럼 두 물리량은 반비례 관계에 있습니다.또 부피는 절대값인 반면, 밀도는 상대적인 값입니다. 물의 밀도는 1g/cm3로 정의되지만, 그 물체의 부피 자체는 임의의 값을 가질 수 있습니다.따라서 밀도는 물질의 조밀한 정도를, 부피는 물체가 차지하는 공간의 양을 각각 나타내는 서로 다른 물리량입니다.
물리
Q. 여러압력중에서 삼투압이란 정확히 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.쉽게 설명하자면 물은 작은 구멍이 있는 곳으로 이동하려는 성질이 있습니다. 우리 주변에는 여러 가지 액체들이 있는데, 그 안에 들어있는 물 양이 다 다릅니다. 만약 물 양이 많은 액체와 물 양이 적은 액체를 가느다란 튜브로 연결하면 어떻게 될까요? 물 양이 적은 쪽에서 많은 쪽으로 물이 이동하게 됩니다. 이렇게 물이 스스로 이동하려는 힘을 삼투압이라고 합니다.삼투압으로 인해 우리 주변에서는 여러 가지 일이 일어나는데 예를 들어 우리 몸 안의 세포들은 물 양이 다른 액체들로 둘러싸여 있습니다. 이때문에 세포 안팎으로 물이 이동하게 되지요. 또 바다와 강이 연결되어 있으면 바닷물이 강으로 유입되기도 합니다. 이렇듯 삼투압은 물이 고르게 퍼지려는 성질때문에 생기는 힘입니다.
화학
Q. 놋 그릇에 뜨거운 음식을 담으면 잘 식지 않는 이유가 궁금합니다
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.놋그릇에 뜨거운 음식을 담으면 잘 식지 않는 이유는 놋쇠의 열전도율이 낮기 때문입니다. 열전도율은 물체가 열을 전달하는 능력을 나타내는 것인데 놋쇠는 열전도율이 매우 낮아 열을 잘 전달하지 못합니다. 그래서 놋그릇에 뜨거운 음식을 담으면, 그릇 자체가 열을 잘 흡수하지 못해 음식이 계속 뜨거운 상태를 유지하게 되는거죠. 열이 그릇 밖으로 전달되지 않고 음식 안에 가두어지는 셈입니다.또 놋그릇의 낮은 열전도율은 주성분인 구리(Cu)와 합금 원소인 주석(Sn)의 특성 때문입니다. 구리 자체의 열전도율은 비교적 높은 편이지만 주석을 합금하면 열전도율이 크게 낮아집니다. 주석은 열전도율이 매우 낮은 금속으로, 주석의 함량이 높아질수록 합금 전체의 열전도율이 떨어지게 되는데 일반적인 놋그릇의 구리와 주석 비율은 약 8:2 정도로 주석 함량이 높아 열전도율이 많이 떨어지는 것입니다.
화학
Q. 재채기는 왜 나오는거죠? 꼭 한번씩 나오네요
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.재채기나 기침이나 모두 호흡기 보호 반사 작용인데요, 재채기는 코 점막이나 눈의 자극에 대한 반사 작용입니다. 외부 자극원(먼지, 향기, 밝은 빛 등)으로부터 호흡기를 보호하기 위해 강한 날숨과 함께 코와 입이 동시에 열리면서 공기를 내보내는 것입니다. 반면 기침은 기도 점막이 자극을 받아 하는 것이므로 차이가 있습니다.
전기·전자
Q. 배터리는 가만히 놔둬도 방전되는건지요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.배터리 내부에서는 화학 반응이 계속 진행되어 전자가 방출되는데 이렇게 생성된 전자는 외부 회로로 방출되어 전류가 흐르게 됩니다. 이 때 전류가 방전으로 이어져 배터리 에너지가 소모됩니다.또 배터리 자체의 내부 저항으로 인해서도 방전이 일어나는데 이 저항에 의해 열이 발생하고, 이 열에너지가 화학 에너지를 소모시키기때문입니다. 이렇게 화학 반응과 내부 저항에 의해 지속적으로 에너지가 소모되므로, 배터리를 그대로 방치하면 시간이 지날수록 차례로 방전되는 것입니다. 참고로 온도가 높을수록 이 자가 방전 속도는 더 빨라지기때문에 여름철 뜨거운 곳에 놔둔 배터리가 금방 방전되는 것을 자주 볼 수 있습니다.
전기·전자
Q. 전선의 수명은 어느정도일까요??
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.전선의 노화와 손상은 주로 외부 환경적 요인에 의해 발생하기때문에 질문주신 조건이라면 일반적으로 알려진 15-20년의 전선 수명보다는 길 것으로 예상됩니다. 다만 절연체 노화로 인한 절연 내력 저하 등의 문제가 발생할 수 있기때문에 반영구적으로 사용하기는 힘들지 않을까싶습니다.
화학
Q. 배터리의 충전량에 따라 무게가 달라지나요??
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.굳이 과학적으로 따지자면 배터리를 충전했을 때 아주 미세하게 가벼워집니다. 배터리가 충전될 때는 양극에서 양이온이 빠져나가고, 음극에 양이온이 저장되는 과정이 일어납니다. 이렇게 이온의 이동이 발생하면서 배터리의 질량이 극소량 감소하고 반대로 방전될 때는 음극에서 양이온이 빠져나와 양극으로 이동하면서 배터리의 질량이 조금 증가합니다.그러나 이 무게 변화량은 매우 작은 값이며 일반적인 휴대폰 배터리라면 완전 충전 시 약 20마이크로그램 정도 가벼워지는 것으로 알려져 있습니다.
생물·생명
Q. 살균이란게 100%는 없나보네요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.이 세상에 100%라는 말을 쓸 수 있는 대상이 생각보다 별로 없습니다.살균도 일부 세균 포자나 바이러스는 열이나 화학 물질에 매우 강한 내성을 가지고 있어 100% 완전한 살균은 거의 불가능하다고 봐야합니다. 또 불가피하게 미생물이 남아있는 작은 틈이 존재할 수 밖에 없기 때문에 더더욱 현실적으로 100% 완벽한 살균은 이루기 힘듭니다.
생물·생명
Q. 개구리는 올챙이에서 개구리가 될 때 뒷다리가 먼저 생기고 앞다리가 생기는데 모든 양서류가 그러한가요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.모든 양서류가 개구리처럼 뒷다리가 먼저 생기는 것은 아니며 양서류의 발생 과정은 종류에 따라 다릅니다.어떤 양서류는 앞다리가 먼저 발달한 후 뒷다리가 생기기도 하며 일부 양서류는 알에서 4개의 다리를 갖고 바로 새끼 모습으로 부화하기도 합니다.
생물·생명
Q. 가끔씩 일부 지역에서 메뚜기가 대량 번식하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.메뚜기가 대량 번식하는 이유는 기후 조건과 밀접한 관련이 있습니다. 메뚜기는 건조하고 더운 환경에서 번식이 활발해집니다. 이런 기후는 메뚜기의 이동성과 산란을 촉진시켜 개체수가 급증하게 되죠. 또 적절히 건강한 식물 상태와 바람의 영향으로 더욱 번식이 왕성해집니다. 특히 비가 많이 오지 않고 건조한 상태가 지속되면 메뚜기는 번식 호르몬의 분비가 촉진되어 산란량이 크게 증가합니다. 이렇게 기후적 요인이 메뚜기 개체수 증가의 주된 원인이 되어 대량 번식이 일어나는 것입니다.