안녕하세요. 이종민 전문가입니다.
화학
Q. 졸음이 오는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.졸음이 오는 이유는 대개 뇌의 활동량이나 환경적 요인 등에 의해 생기며, 몸의 생리적인 요구 사항 중 하나인 수면이 충족되지 않아서도 졸음이 올 수 있습니다.인체는 일정 시간 동안 수면을 취하지 않으면 다양한 신체적, 정신적 변화가 일어납니다. 수면 부족은 대사율이 떨어지고 호르몬 분비에도 영향을 미치기 때문에 식욕, 체중 조절 등에도 영향을 미칠 수 있습니다. 또한 집중력과 기억력이 감소하고, 반사적인 움직임이 둔해져 위험 요소가 높아질 수 있습니다. 그리고 만성적인 수면 부족은 건강 문제로 이어질 수도 있습니다. 따라서 일정량의 수면을 유지하는 것은 인체에 중요한 역할을 합니다.
생물·생명
Q. 나무의 수령이 종류마다 차이가 있는 건 어떤 인자때문인가요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.나무들도 유전자로 대략적인 수령이 결정됩니다. 모든 식물은 유전자와 환경 요인에 따라 성장합니다. 그러나 나무는 생물체 중에서 성장 속도가 가장 느린 편입니다. 따라서 같은 종의 나무라도 성장 조건이 달라지면 수령도 다르게 나타납니다.나무의 성장과 노화는 일반적으로 다음과 같은 과정을 거칩니다. 먼저, 나무는 씨앗에서 시작하여 뿌리와 줄기를 키우며 생장합니다. 이후 나무는 수분과 영양분을 받아 성장하고, 잎을 통해 광합성을 하여 에너지를 생산합니다. 성장이 지속되면 나무는 뿌리와 줄기를 더욱 강화하여 높이를 더 올립니다.하지만 나무도 사람과 마찬가지로 노화 과정을 거칩니다. 노화는 생물체의 기능이 저하되는 과정으로, 나무도 마찬가지로 노화 과정에서 성장 속도가 감소하고, 수명이 짧아집니다. 이 때문에 나무의 종류와 생활 환경에 따라서 수명이 다르게 나타납니다. 예를 들어 일부 소나무는 500년 이상 살 수 있지만, 대부분의 상록수는 100년 이상 살지 못합니다.
기계공학
Q. 비행기는 동체가 무거운데 어떻게 높은 고도를 나는걸까요
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.비행기가 고도를 유지하고 비행하는 데는 엔진의 힘이 중요한 역할을 합니다. 비행기 엔진은 제트 엔진, 터보프랜 엔진, 프로펠러 엔진 등 다양한 종류가 있습니다. 이 엔진들은 연료를 연소시켜 생기는 가스로부터 추진력을 발생시켜서 비행기를 움직입니다.하지만 비행기가 고도를 유지하고 비행하는 데는 엔진의 힘 뿐만 아니라, 기체역학적인 원리들도 중요한 역할을 합니다. 비행기의 날개는 공기 압력차를 이용하여 양력을 발생시키고, 비행기의 구조는 공기저항을 최소화하기 위해 최적화되어 있습니다. 또한 비행기의 동체는 경량화와 강도 강화가 동시에 이루어져 있어서 무게와 강도의 균형을 유지하고 있습니다.따라서 비행기가 고도를 나는 데는 엔진의 힘과 기체역학적인 원리들이 복합적으로 작용하여 가능하게 됩니다.
전기·전자
Q. 적외선온도계는 어떠한 원리로 온도 측정을 하는건가요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.적외선 레이저 온도계는 물체가 방출하는 적외선을 이용하여 온도를 측정합니다. 모든 물체는 주변 환경과의 열 교환이 일어나며, 이때 물체는 적외선을 방출합니다. 이 적외선의 파장은 물체의 온도와 밀접한 관련이 있습니다. 적외선 레이저 온도계는 레이저로 적외선을 발사하여 물체가 방출하는 적외선을 감지하고, 이를 이용하여 물체의 온도를 측정합니다. 이 방식은 접촉식 온도계와 달리 물체에 직접 접촉하지 않으므로 비접촉식으로도 측정이 가능하며, 빠른 속도로 온도를 측정할 수 있습니다.
화학
Q. 탄산은 소화효과를 어느 정도 기대할 수 있나요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.탄산음료를 마시면 소화가 잘 된다는 믿음은 일부 사람들 사이에서는 깊이 자리 잡은 것 같지만, 탄산이 소화를 촉진시키는 것은 사실이 아닙니다.탄산은 이산화탄소가 물 속에서 반응하여 생성된 것으로, 탄산이 생성될 때 발생하는 거품이 탄산음료의 탄력성을 높이는 주요 요인 중 하나입니다. 이러한 거품이 음식물을 위로 밀어 소화를 촉진시키는 것은 아니며, 오히려 과다한 탄산음료 섭취는 소화불량, 복통, 가스, 심지어 위장궤양 등의 문제를 유발할 수 있습니다.모액상소화제가 탄산을 함유하는 이유는 탄산이 위산의 분비를 촉진시키기 때문입니다. 위산의 분비는 식후에 일어나는 것이 정상이지만, 만약 위산분비가 과도하게 일어나거나 식전에도 일어난다면 소화불량이나 위장궤양과 같은 문제를 유발할 수 있습니다. 모액상소화제의 탄산 함유는 위산분비를 조절하고 위장 건강을 유지하기 위한 것으로 이해할 수 있습니다.
화학
Q. 극성과 비극성의 차이를 알고 싶어요.
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.극성(polarity)이란 물질 내부의 전자 분포가 대칭적이지 않고, 한 쪽으로 치우쳐져 있는 정도를 나타내는 물리적인 성질입니다. 극성이 높은 물질은 전기적인 성질이 뚜렷하게 나타납니다.극성이 높은 물질로는 물과 알코올, 아세톤 등이 있습니다. 이러한 물질들은 분자 내부에서 전자 밀도가 크게 차이나는 극성 결합이 존재합니다. 이와 반대로 극성이 적은 물질로는 기름, 액체 인위 집성제 등이 있습니다. 이러한 물질들은 극성 결합이 거의 없거나 전자 밀도가 균일하게 분포되어 있습니다.물질이 극성인지 아닌지를 판단하는 방법은 여러 가지가 있지만, 일반적으로는 분자의 전기적 성질을 살펴봅니다. 분자의 전기적 성질은 분자의 구조와 분자 내부의 결합 형태에 따라 결정됩니다. 일반적으로 극성 결합에는 전자를 공유하는 두 원자 사이의 전기 음성도 차이가 큰 경우가 많습니다.따라서 분자의 전기적 성질을 파악하기 위해서는 분자의 전자 밀도 분포, 결합 각도, 분자의 전기적 중심 등을 고려하여야 합니다. 또한, 실험적으로는 물질의 녹는점, 끓는점, 용해도, 굴절률 등을 통해 극성 여부를 확인할 수 있습니다.
전기·전자
Q. 제임스 와트의 증기기관은 기존의 증기기관을 어떻게 계량하였나요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.제임스 와트는 증기기관을 개선하여 산업혁명의 발전을 이끌었습니다. 제임스 와트의 증기기관은 이전의 증기기관과 비교하여 다음과 같은 차이점을 가졌습니다.효율성: 기존의 증기기관은 한 번의 작용마다 증기를 내보내고 새로운 증기를 입력해야 했기 때문에 효율성이 낮았습니다. 하지만 제임스 와트의 증기기관은 새로운 증기를 입력할 때 이전에 내보낸 증기를 다시 사용하여 효율성이 향상되었습니다.속도: 제임스 와트의 증기기관은 이전의 증기기관보다 속도가 빨라졌습니다. 이는 증기가 한 번에 한 방향으로만 흐르게 되어 힘이 집중되기 때문입니다.안전성: 이전의 증기기관은 폭발할 위험이 있었습니다. 하지만 제임스 와트의 증기기관은 안전장치를 설치하여 폭발할 위험을 줄였습니다.제임스 와트의 증기기관은 산업 혁명의 발전을 이끌었으며, 이후 다양한 분야에서 활용되었습니다.
전기·전자
Q. 빛을 활용한 광통신의 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.광통신은 빛의 원리를 이용하여 정보를 전송하는 기술입니다. 광통신에서는 광섬유 케이블을 통해 빛을 전송합니다. 광섬유 케이블은 유리나 플라스틱으로 만들어진 매우 얇은 섬유로, 빛이 통과할 수 있도록 설계되어 있습니다.광섬유 케이블 안쪽에는 빛을 발생시키는 광원과 정보를 담는 모듈, 그리고 빛을 감지하는 수신기가 있습니다. 광섬유 케이블을 통해 전송되는 빛의 속도는 매우 빠르기 때문에 빠르고 안정적인 데이터 전송이 가능합니다.광섬유 케이블에서는 빛이 전송되는 원리로, 총반사와 굴절의 원리를 이용합니다.
물리
Q. 세상을 구성하는 힘 중에서 중력힘이 가장 약한 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.중력이 가장 약한 이유는 중력 상수가 다른 기본 상수에 비해 매우 작기 때문입니다. 중력 상수는 뉴턴 중력 이론에서 G라는 기호로 표기되며, 물리학적 상수로서, 두 물체 간의 중력을 결정하는 상수입니다.실제로 중력 상수 G의 값은 매우 작습니다. G의 값은 대략 6.67430(15) × 10^-11 m^3 kg^-1 s^-2로, 거의 0에 가깝습니다. 이 값은 전자기력 상수나 약력 상수 등 다른 기본 상수에 비해 약 10^38배 정도 작습니다.중력이 약한 이유는 이러한 작은 상수 값 때문이며, 이러한 상수 값이 중력의 힘을 결정합니다. 또한, 중력은 전자기력과는 달리 모든 물질 간에 작용하는 만큼, 매우 큰 물체가 아니면 다른 힘들에 비해 상대적으로 작아 보일 수 있습니다.그러나 중력이 약하다고 해서 중요하지 않은 힘은 아닙니다. 중력은 우주의 크기와 질량에 영향을 미치는 매우 중요한 힘으로, 우주의 크기와 진화에 영향을 미치는 역할을 합니다. 또한, 중력은 많은 천체들의 운동에 대한 이해와 우주의 형성 및 발전 이해에 중요한 역할을 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 고래의 똥이 지구 온난화에 도움이 될 수 있나요
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.고래의 똥은 지구의 환경을 보호하는 역할을 합니다. 고래의 똥은 매우 풍부한 양의 질소와 인이 함유되어 있어서, 바다의 생태계를 지속적으로 지원하고 생물 다양성을 유지하는 데 도움을 줍니다. 또한, 고래의 똥이 바다에 퍼지면서 생물이 이용할 수 있는 새로운 먹이 원과 비슷한 역할을 하기도 합니다.