안녕하세요. 이원영 전문가입니다.
화학
Q. 뜨거운 물이 차가운물보다 더 빨리 어는 경우가 있나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.단순히 생각하면 뜨거운 물이 식어서 미지근해질 때까지는 시간이 걸리기 때문에 그 시간만큼 미지근한 물이 빨리 식는다고 할 수 있다. 그러나 뜨거운 물에서는 증발이 매우 활발하게 일어나기 때문에 기화열로 많은 열량을 빼앗기게 된다.따라서 실제로는 미지근한 물보다 뜨거운 물이 빨리 식게 되고 먼저 언다.물이 식을 때는 증발과 함께 주위로 직접 열이 전달되는 전도 현상도 나타난다.증발이 전도보다 더 활발히 일어날 때는 뜨거운 물이 먼저 언다. 증발과 전도 중 어느 것이 더 활발히 일어나는가를 결정짓는 중요한 요소로는 물의 온도와 물이 담긴 그릇의 재질을 들 수 있다.충분히 뜨거운 물을 사용할 때 증발량이 많아지는데, 대체로 물의 온도가 80℃ 이상일 때 이런현상이 나타난다. 또 그릇의 옆벽으로 열이 잘 새나가지 않는 열전도율이 작은 재질로 된 그릇의 효과가 크다.따라서 스테인리스 그릇보다는 열전도율이 작은 종이컵이나 컵라면 그릇에서 증발 현상이 더 잘 나타난다. 또한 증발은 물의 표면에서만 일어나므로 그릇 윗면이 넓은 경우에 더욱 활발하다.
화학
Q. 밤낮이 바뀌면 왜 몸에 안좋은 건가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.밤낮이 바뀌는 교대 근무 직업은 혈압이 정상이고 건강에 아무 이상이 없는 젊은 남자분들도 밤낮이 바뀌는 교대 근무 3년 이상 한다면 고혈압에 걸릴 가능성은 높고 5년 이상 한다면 뇌졸중, 뇌출혈이 올 수도 있어서 좋지 않습니다.
생물·생명
Q. 뻐꾸기는 다른 새의 둥지에 알을 낳았나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.뻐꾸기가 다른 새의 둥지에 알을 낳는 ("탁란")이유에 대해서는 여러 가설이제기되었는데, 뻐꾸기를 관찰해 보면, 암뻐꾸기는 적어도 네 개에서 여섯 개의알을 낳는 습성을 갖고 있는데, 알을 한 두 개 낳을 때마다 꼭 교미를 한다.그러나 뻐꾸기가 모든 알을 직접 품는다면 교미 전에 먼저 낳은 알 한두 개는 품어 주지못하는 동안 썩어 버릴 것이다. 아니면 교미하여 알을 낳을 때마다 한두 개씩각각 부화시켜야 한다.그런데 뻐꾸기는 아주 짧게 머무는 철새이기 때문에 계속 알을 품고 있을 시간이 없다. 뻐꾸기는이렇게 여려 차례 교미한 후 한두 개씩 주기적으로 알을 낳는 습성을 갖고 있기때문에, 다른 새의 둥지에 알을 낳아 양부모가 돌보게 한다
전기·전자
Q. 녹음의 원리, 어떻게 발견하게되었나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.소리는 파동이기 때문에 매질이 진동하면서 전달됩니다.마이크에서는 이 진동에 의해 자석이 움직이게 되고 이 움직임에 의해 자기장의 변화가 생깁니다.이 자기장의 변화에 따라 코일에서는 전류의 흐름이 생기고 바뀌는 것이죠.이때 이 전류의 흐름을 저장합니다.이 전류의 흐름을 똑같이 기억해두고 다시 같은 패턴으로 물체를 진동한다면 같은 소리가 나겠죠? 파동은 진동이 전달되는 현상 그 자체를 말하므로 진동은 파동, 즉 소리를 만들어서 귀로 듣습니다.이 과정에서 음색에 대한 오해가 있는 것 같은데 먼저 음색은 파형에 의해 결정됩니다.이 파형은 대부분 복잡한 모양을 띄는데 분리할수 없을것 같은 이 파형은 모두 단순한 형태의 파형으로 분리할 수 있습니다. 푸리에 변환을 이용하면 가능하죠. 이는 반대로 모든 파형은 단순한 형태의 파형으로 만들어낼 수 있다는걸 알 수 있죠.즉 음색이란건 단순한 진동들의 합이며 합에서 나온 패턴들일 뿐인 것입니다.진동판이 한개인데 어떻게 그런 진동을 내냐고 생각하신 부분에서 한가지 물체가 한가지 종류의 단순파만 만들어낼 수 있다고 착각하신 것 같은데 그것이 아니라 우리가 듣는 복잡한 소리가 여러개의 물체의 부분에서 나는 각각의 단순파의 합에 의해서 만들어 진 것은 맞지만 그 것이 한 물체에서 합쳐진 파장이 만들어질 수 없다는 이야기는 아닙니다. 임의로 만들어 낼 방법이 있다면 같은 소리로 인식합니다.쉽게 표현하면 우리가 소리를 들을 때 결과적으로 보면 우리의 고막의 진동 패턴이 소리를 인식하죠?그러면 결과적으로 만들어진 진동의 패턴을 똑같이 구현 할 수 있다면 같은 소리로 인식하겠죠?그러면 그 같은 파동을 만들어줌으로써 같은 소리를 낼 수 있다 이말입니다.그건 어떻게 하냐 이것도 코일과 자석을 이용하는데요 코일에 전류가 흐르면 전류의 변화 만큼 자기장이 발생합니다. 이 자기장에 의해 자석이 움직이고요. 이때 전류의 변화 패턴이 이전에 녹음해둔 소리의 패턴과 같게 발생한다면 이 패턴에 맞춰서 자석이 움직이게됩니다. 결과적으로 물체가 진동하고 전달되면서 파동이 만들어지고 같은 패턴으로 고막을 진동시켜서 우리가 소리를 인식합니다.중간에 벌어지는 세부적인 기술이라던가 저장방식은 모르겠지만 전기신호 자체도 파동으로 표현되어 저장될수 있고전기신호의 파동과 소리의 파동이 같은 패턴을 띄기 때문에 저장 될 수 있다고 생각하면 될 것 같습니다.
생물·생명
Q. 씨없는 수박은 씨앗이 없는 데 어떻게 과육이 만들어지나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.이 염색체가 11개씩 나눠져 암꽃이나 꽃가루가 된다. 그러나 나는 염색체가 33개다. 일반 수박에 ‘콜히친’이라는 약품을 묻혀 22개 염색체를 그대로 가진암꽃을 피우고 이 꽃에 염색체가 11개인 정상 꽃가루를 묻혀 수박이 열리도록 한다. 이 씨앗을 심으면 바로 씨 없는 수박이 나온다. 씨 없는 수박인 나도 꽃을 피우고 꽃가루도 만든다. 염색체 33개를 둘로 나누기 때문에 16개와 17개로 나눠지거나 15개와 18개, 11개와 22개로 나누어지기도 한다. 염색체 11개는 정상 수박이기에 씨가 생길 수 있다. 그렇지만 확률은 0.1% 정도다.
지구과학·천문우주
Q. 무중력을 체험할 수 있는 장소가 있을까요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.용인 플라이 스테이션국내에서 무중력 체험을 할 수 있는 대표적인 액티비티 공간으로 실내에서 스카이다이빙을 할 수 있는 곳입니다. 높이 20미터의 원통형 윈드터널에서 날아오를 수 있는 것입니다. 개인 체격에 맞게 속도를 조정하는 방식이기에 비교적 안전하게 스포츠처럼 즐길 수 있다는 특징이 있습니다.천안 홍대용 과학관이곳에 있는 과학체험관에는 우주선 모형에 앉아 무중력 체험을 할 수 있는 공간이 마련되어 있습니다. 우주에서 느낄 수 있는 무중력과 같은 유사한 환경을 조성해 즐길 수 있는 것인데요. 어디까지나 과학적 체험에 불과하지만 아이들이 어렵지 않게 즐길 수 있는 방식이라는 점에서 추천드립니다.롯데월드 부산 자이언트 스윙최근 오픈한 부산 롯데월드에 있는 자이언트 스윙은 최고 속도가 시속 110킬로미터에 이르며 44미터 높이의 꼭대기에서는 무중력 상태를 간접체험할 수 있습니다. 놀이기구에서 짜릿함과 함께 무중력 체험도 즐길 수 있다는 것이 장점입니다.
지구과학·천문우주
Q. 적외선 카메라는 어떤 원리로 캄캄한 곳에서도.
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.먼저, 적외선에 대해 설명드리겠습니다. 적외선 에너지는 전자기 스펙트럼의 일부이며 가시광선과 유사하게 작용합니다. 이는, 빛의 속도로 공간을 여행하며 반사, 굴절, 흡수 및 방출이 되는데, IR 에너지의 파장은 가시광선보다 약 10배가 더 깁니다.태양이 방출하는 빛을 프리즘으로 분산시켜보았을 때 적색 선의 끝보다 더 바깥쪽에 있는 전자기파를 적외선이라 하는 것입니다. 적외선은 가시광선이나 자외선에 비해 강한 열작용을 가지고 있는 것을 특징으로 꼽을 수 있습니다.모든 물체는 온도에 따라 적외선을 방출하게 되는데 원자와 분자의 진동과 회전에 의해 생성되는 적외선은 물체의 온도가 높을수록 움직임이 많아지고 외선 에너지가 방출됩니다. 적외선 카메라는 이 적외선 에너지를 감지하는 카메라로 온도를 보는 것이 아닌, 열 복사를 감지하는 것입니다.
토목공학
Q. 우리나라 아파트 수명은 어떻게 되나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.우리나라 아파트의 수명은 다른 나라에 비해서 매우 짧습니다. 우리나라는 평균 26년 정도 된다고 합니다.
화학
Q. 집게는 껍데기를 갈아입는 이유가 먼가요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.집게는 자신의 보호를 위해서 껍데기를 쓰고 다니며또 성장하여 비좁아지면 옮겨다니며 살아가는 것으로 알고 있습니다
지구과학·천문우주
Q. 비온뒤에는 왜 기온이 내려가나요?
안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.비가오면 일반적으로 온도는 내려갑니다비가오면 열을 빼앗아 물이 수증기로 되기 때문입니다.