안녕하세요. 이종민 전문가입니다.
기계공학
Q. 블랙아이스를 측정하여 예방할 수 있다고 들었습니다.
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.실시간으로 블랙아이스 발생을 알려주는 시스템은 일반적으로 지면 온도 및 습도 센서와 같은 장비를 사용하여 도로의 지면 상태를 모니터링합니다. 이러한 센서들은 일정한 간격으로 도로의 지면 상태를 측정하고, 그 데이터를 수집하여 분석합니다.블랙아이스 발생은 일반적으로 지면 온도가 0도 이하인 경우에 발생하므로, 이러한 센서를 사용하여 도로의 지면 온도를 모니터링하면서, 지면 온도가 0도 이하인 경우에는 블랙아이스 발생 가능성이 높다는 것을 예측할 수 있습니다.
화학
Q. 고깃국 기름이 식으면 굳는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.기름이 식으면 굳는 현상은 일반적으로 "고온 고체 - 저온 액체 전이"라는 상태 변화 현상입니다. 이는 물질의 화학적 성질과 상태, 온도, 압력, 그리고 주변 환경 등에 영향을 받습니다.고기를 끓여서 만든 곰탕은 높은 온도에서 오랜 시간 동안 끓여서 곰곰하고 푸짐한 국물을 만들어 내지만, 이 국물에는 동물성 기름이 포함되어 있습니다. 이 기름은 끓이는 동안 국물 위에 떠오르고, 온도가 낮아지면 기름은 굳어지면서 곰탕의 표면에 덮이게 됩니다.기름이 식으면 굳는 이유는, 기름 분자 사이의 인력이 높아져서 분자 간 거리가 가까워지고, 이때 분자 간의 결합력이 강해지기 때문입니다. 또한, 기름 내에 있는 지방산이 어느 정도 결정화되어 굳은 형태를 이룹니다.기름이 다시 녹는 이유는, 열을 가하면 분자 간 거리가 멀어지고, 결합력이 약해지면서 기름 분자가 움직이기 시작하기 때문입니다. 이는 기름 내부의 결정화된 지방산이 용해되면서 녹는 것과도 관련이 있습니다.따라서, 곰탕을 먹은 후 식은 상태에서 기름이 굳는 것은 일반적인 현상이며, 열을 가하면 다시 녹습니다. 다만, 기름이 많이 굳어져서 곰탕이 먹기 어려울 경우에는, 냉동고에서 곰탕을 얼려두고, 먹기 직전에 전자레인지나 냄비에 데워서 기름을 녹인 후 먹는 것이 좋습니다.
화학
Q. 얼린 고기 미지근한 물에 설탕을 넣고 얼린고기를 넣으면 금방 녹는다고 하는데 원리가 뭔가요??
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.고기를 얼리고 해동할 때, 고기의 내부 온도가 안전한 수준으로 도달하기까지 시간이 필요합니다. 미지근한 물과 설탕을 이용해 고기를 빠르게 해동하는 방법은 이러한 고기 해동 시간을 단축시키기 위한 방법 중 하나입니다.이 방법의 원리는 결정화점을 이용하는 것입니다. 설탕을 미지근한 물에 녹여서 만든 용액의 결정화점은 물보다 낮습니다. 따라서 고기가 얼어있는 상태에서 이 용액에 담그면, 고기 주위의 용액은 얼음이 되지만, 고기와 용액 사이의 온도는 결정화점의 영향으로 얼음보다 조금 높아집니다.결과적으로, 고기 주위의 용액은 얼음이 되어 고기를 감싸고, 고기와 용액 사이의 온도는 미지근한 상태로 유지됩니다. 이렇게 되면 고기 주변에서 얼음이 녹으면서 물은 고기 주위로 흐르게 되며, 고기를 빠르게 해동시키는 효과를 얻게 됩니다.하지만, 이 방법에도 한계가 있습니다. 설탕의 양이 많아지면, 고기 주위의 물의 질이 저하될 수 있으며, 미생물이 번식할 수 있는 온도인 4℃ 이상으로 물의 온도가 올라가면 고기를 유통할 때 발생할 수 있는 위험도 증가합니다. 또한, 이 방법은 고기의 종류와 크기, 냉동 상태에 따라 효과가 달라질 수 있으므로, 안전하게 고기를 해동하기 위해서는 안전한 방법을 찾아서 해동하는 것이 중요합니다.
토목공학
Q. 아파트 하수구 막히면 거친 소금을 한주먹 넣고 뜨거운 물을 부으면 뚫린다는데 어떤 원리 인가요??
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.아파트 하수구가 막힐 때 거친 소금과 뜨거운 물을 이용해서 막힘을 해결할 수 있는 것은 화학적인 반응과 열팽창의 원리를 이용하는 것입니다.일반적으로 아파트 하수구가 막히는 경우는 지반과 연결된 파이프의 고정 부분에 부착된 이물질 때문입니다. 거친 소금은 섬유질과 기름 같은 물질을 제거하고, 뜨거운 물은 하수관의 물리적인 열팽창으로 인해 막힘을 해결할 수 있습니다.뜨거운 물을 붓는 것은 열팽창 원리를 이용하는 것입니다. 뜨거운 물을 부으면 하수관 안의 고체 물질들은 열팽창을 일으켜 크기가 커지게 됩니다. 이로 인해 하수관 안의 이물질들이 흐름을 타고 움직이면서 막힘이 해결될 수 있습니다.거친 소금은 화학적인 반응을 이용하여 막힌 이물질을 용해시키는데 도움을 줍니다. 소금은 물 분자를 끌어들여 용해시키는 특성이 있어서, 이물질들과 결합하여 상대적으로 더 가벼워진 덩어리를 형성합니다. 이 덩어리는 뜨거운 물에 의해 흐름을 타고 하수관을 따라 이동하게 되며, 막힘을 해결할 수 있습니다.하지만, 이 방법은 하수관에 있는 모든 종류의 막힘을 해결하지는 못합니다. 만약 하수관 내부에 큰 물체나 뿌리가 들어가 있는 경우에는 전문가의 도움을 받아야 합니다. 또한, 소금을 사용할 경우 너무 많은 양을 사용하면 하수관에 손상을 줄 수 있으므로 적절한 양을 사용하는 것이 중요합니다
전기·전자
Q. 과자 봉지로 스마트폰 터치가 되던데,,,어떤 원리 인가요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.과자 봉지로 스마트폰 터치가 되는 현상은 전기용량식 터치스크린에서 발생합니다.전기용량식 터치스크린은 투과성 있는 물체가 전기적인 용량을 변경시키는 원리를 이용합니다. 스마트폰의 터치스크린은 인간의 손가락이 터치할 때, 손가락과 터치스크린 사이에 발생하는 전기용량 변화를 감지합니다.과자 봉지 역시 전기용량을 가지고 있기 때문에, 스마트폰의 터치스크린에서도 감지됩니다. 그러나, 과자 봉지의 전기용량이 손가락보다 훨씬 적기 때문에, 과자 봉지로 터치스크린을 조작하는 것은 일반적인 터치보다 훨씬 어려울 수 있습니다.하지만, 과자 봉지로 터치스크린을 조작하는 것은 스마트폰의 터치스크린이 정확하게 작동하고 있음을 확인하는 데 도움이 될 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우산을 쓰면 벼락에 맞을 확률이 높아지나요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.우산 자체가 벼락을 끌어들이는 역할을 하지는 않습니다. 그러나 우산을 쓰는 것이 벼락에 맞을 확률을 높일 수 있습니다.우산은 금속 재질로 된 부품이 있기 때문에, 자연스럽게 전기를 전달하는 물체가 됩니다. 따라서, 우산을 쓰는 동안에는 우산의 금속 부분이 벼락이 끌어들일 가능성이 있습니다. 이렇게 우산이 벼락을 끌어들일 경우, 사용자가 벼락에 맞을 가능성이 높아집니다.따라서, 벼락이 치는 환경에서는 우산 대신 안전한 장소로 대피하는 것이 좋습니다. 또한, 우산이 반드시 필요하다면, 금속이 아닌 재질로 된 우산을 사용하는 것이 좋습니다.
지구과학·천문우주
Q. 구름 위나 옆으로 번개가 치기도 하나요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.번개는 대기 중의 전하 차이로 인해 발생하며, 대개 지상과 구름 사이에서 발생합니다. 구름 안에서 발생한 전기 분극으로 인해, 구름의 상단 부분은 양전하가, 하단 부분은 음전하가 모이게 됩니다. 지표면은 일반적으로 음전하를 가지고 있으며, 이로 인해 구름 상단에서는 양전하와 음전하 간의 전기적인 차이가 발생하게 됩니다.이렇게 발생한 전기적인 차이로 인해, 구름과 지표면 사이에 전기 분극이 형성됩니다. 분극이 형성되면, 전기적인 에너지가 축적되고, 이 에너지가 축적된 상태에서는 분극이 형성된 지점을 중심으로 전기 방전이 발생하며, 이를 번개라고 합니다.따라서, 일반적으로 구름과 지표면 사이에서 번개가 발생하며, 이때 번개가 지상으로 내리치는 것을 볼 수 있습니다. 그러나, 번개는 구름 내부에서 발생하는 경우도 있고, 구름과 구름 사이에서 발생하는 경우도 있습니다. 이러한 경우에는 구름 내부에서 빛이 번쩍이거나, 구름 사이에서 전기적인 방전이 일어나는 모습을 볼 수 있습니다. 이러한 현상은 지상에서 번개를 관측하는 것보다는 어렵지만, 가끔씩 볼 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 베네수엘라 마라카이보호수에선 밤마다 번개가 치는 이상 현상이 있다는데 원인이 뭔가요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.베네수엘라의 마라카이 보호수에서 밤마다 번개가 자주 치는 이유는 아마도 지역적인 기후 조건 때문일 것입니다.마라카이 보호수는 열대우림 지역에 위치하고 있으며, 연중 내내 높은 습도와 온도를 유지하고 있습니다. 이러한 기후 조건에서는 대기의 수증기가 많이 포함되어 있어서, 구름이 형성되고 번개가 자주 발생할 수 있습니다. 또한, 마라카이 보호수 주변 지역은 안락한 날씨와는 거리가 멀어서, 자주 강한 폭풍우가 발생하기도 합니다.그리고, 마라카이 보호수의 지리적 특성으로 인해, 구름이 보호수 위에 더 자주 머무르고 번개를 더 자주 발생시킬 가능성이 높습니다. 보호수 주변 지역은 주로 평지지역이고, 마라카이 보호수는 특이한 형태의 산이 있어서, 구름이 이곳에서 더 많이 머무르고, 더 자주 번개가 발생할 가능성이 높아집니다.따라서, 마라카이 보호수에서 밤마다 번개가 자주 치는 이유는 지역적인 기후 조건과 지리적인 특성 때문일 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 만약 밤에 보이는 별들을 바로 눈앞에서 보게 되면 눈이 멀어버리나요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.별들이 바로 눈앞에 있다면, 눈이 멀어지거나 손상될 가능성이 있습니다. 그 이유는 별들은 매우 밝은 빛을 방출하기 때문에, 눈이 직접 그 빛을 받게 되면 안구 조직이 손상될 수 있기 때문입니다.또한, 밤에 보이는 별들은 매우 멀리 떨어져 있어서 작아 보이지만, 실제로는 매우 큰 물체들입니다. 따라서, 이러한 큰 빛의 광선을 눈이 직접 받게 되면 눈이 충격을 받고 시력에 영구적인 손상을 입을 수도 있습니다.따라서, 별들을 바로 눈앞에서 보는 것은 권장되지 않습니다. 만약 별들을 관찰하고 싶다면, 망원경이나 천체망원경을 이용하여 별들을 멀리서 관찰하는 것이 좋습니다. 이렇게 관찰하면 안전하게 별들을 관찰할 수 있고, 보다 자세하고 멋진 별들의 모습을 관찰할 수 있습니다.
전기·전자
Q. LED 전구와 일반 전구의 전기 사용량 차이는 얼마나 나나요?
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.LED 전구와 일반 전구의 전기 사용량 차이는 상당히 큽니다.일반 전구는 전기를 이용하여 발열을 일으켜 빛을 만드는 반면, LED 전구는 발열이 거의 없는 전자기기로서, 전기를 직접 빛으로 전환합니다. 따라서, LED 전구는 일반 전구에 비해 전력 소비가 매우 적습니다.전력 소비는 전구의 와트 수로 측정됩니다. 예를 들어, 일반 전구의 경우, 60 와트의 전력을 사용하여 빛을 만듭니다. 반면에 LED 전구는 6 와트에서 10 와트의 전력을 사용하여 동일한 양의 빛을 만들 수 있습니다.이를 통해, LED 전구의 전력 소비는 일반 전구의 10% 미만입니다. 즉, LED 전구는 같은 양의 빛을 만드는 데 훨씬 적은 전기를 사용하므로, 전기 요금이 절약되며, 더 친환경적인 선택입니다.따라서, LED 전구를 사용하면 전력 소비가 줄어들어 전기 요금이 절감될 뿐만 아니라, 더욱 환경 친화적인 선택을 할 수 있습니다