안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
화학
Q. 하얀설탕을 가열하게되면 갈색으로 변하는 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.하얀 설탕이 가열되어 갈색으로 변하는 이유는 “카라멜화(Caramelization)”라는 과정 때문입니다. 이 과정은 설탕이 열에 노출되면 일어나며, 설탕 분자가 변화하여 갈색 색상과 특유의 맛을 내게 됩니다.카라멜화 과정: 설탕은 단순한 분자로 구성되어 있습니다. 설탕이 가열되면 분자가 분해되고 다양한 화합물이 생성됩니다. 특히, 설탕 분자는 물 분자를 잃고 더 작은 분자로 분해됩니다. 이러한 작은 분자들은 서로 반응하여 새로운 화합물을 형성합니다. 이 과정에서 갈색 색상과 특유한 맛이 생기게 됩니다.맛과 색상 변화: 설탕이 녹아서 물과 설탕 분자가 섞이면 먼저 투명한 상태에서 시작합니다.그러나 더 높은 온도로 가열하면 설탕 분자가 분해되고 새로운 화합물이 생성됩니다. 이 화합물은 갈색 색상을 띄며, 특유한 단맛과 향을 가지게 됩니다. 이것이 우리가 카라멜화라고 부르는 과정입니다.따라서 설탕이 가열되면 카라멜화 과정이 일어나며, 갈색으로 변하게 됩니다. 이 과정은 과자, 과일, 커피, 차, 캔디 등 다양한 음식에서 맛과 색상을 부여하는 중요한 역할을 합니다.
생물·생명
Q. 화석으로 공룡의 깃털 색까지 확인할 수 있다던데, 어떻게 가능한 걸까요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.화석에서 공룡의 깃털 색까지 확인하는 방법은 흥미로운 주제입니다. 실제로 화석에서 공룡의 깃털 색을 밝히는 연구가 진행되고 있습니다.멜라노좀(Melanosomes)의 발견: 멜라노좀은 세포 내부에 존재하는 색소를 담고 있는 구조물입니다. 이 멜라노좀은 깃털, 털, 피부, 눈과 같은 외부 특성의 색을 결정합니다. 최근 연구에서 화석 공룡과 조류의 깃털에서 멜라노좀이 발견되었습니다.화석에서 멜라노좀 확인: 화석에서 깃털을 분석할 때, 현미경을 사용하여 가열된 깃털을 조사합니다. 화학적 분석을 통해 다양한 종류의 멜라노좀을 식별합니다. 이러한 멜라노좀은 화석에서도 특정한 시그니처를 남기며, 과거의 생물학적 색을 추론할 수 있게 해줍니다.과거 생물의 색상 재구성: 멜라노좀의 형태와 밀도를 분석하여 과거 생물의 색상을 추론할 수 있습니다. 이를 통해 공룡의 깃털 색상을 정확하게 재구성할 수 있게 되었습니다. 이러한 연구는 과거 생물의 색상을 밝히는 데 큰 도움이 됩니다.따라서 화석에서 멜라노좀을 확인하여 공룡의 깃털 색상을 밝히는 연구는 과거 생물의 색상을 더 정확하게 이해하는 데에 큰 도움이 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 흑체에서 방출되는 열복사에 대해 설명해주세요~
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.흑체 복사는 열을 전달하는 3가지 방법 중 하나입니다. 흑체는 모든 각도에서 다양한 주파수를 가지고 입사하는 전자기파 복사를 완벽하게 흡수하는 이상적인 물체입니다. 이러한 특성 때문에 흑체는 열평형 상태에 있는 경우, 즉 온도가 일정한 상태에서 흑체복사를 방출합니다. 흑체 복사는 Planck의 복사법칙을 따르며, 빛의 파장과 온도에 따라 복사선을 방사합니다. 흑체 복사는 우리 주변의 많은 광원, 예를 들면 태양이나 백열등에서도 발생합니다. 이러한 복사는 열을 전달하는 중요한 메커니즘 중 하나입니다.
지구과학·천문우주
Q. 지금의 빛은 빅뱅때 만들어진 빛인가요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.지금의 빛은 빅뱅 이론 이후에 생성된 빛입니다. 빅뱅 이론은 우주가 초 고온, 초 고압, 초 고밀도의 상태에서 대폭발을 일으킨 후 팽창하여 현재의 우주가 탄생했다는 이론입니다. 빅뱅이 시작한 후 약 3분 내에 기본 입자, 양성자, 중성자, 원자핵 등이 탄생하였고 38만년이 지나서야 온도가 식으면서 중성 원자가 생성되게 되었습니다. 이러한 과정을 통해 빛이 우주를 가득 채우게 되었습니다. 따라서 현재의 빛은 빅뱅 이후에 생성된 것입니다.
토목공학
Q. 급궁금한건데코일운반할때 눕혀서차로옮기면 안정감이있는데 안그러는이유가 있을까요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.코일을 운반할 때 트레일러에 눕히지 않고 세워서 고정하는 이유에 대해 설명드리겠습니다.코일의 형태와 무게: 코일은 원형의 모양을 가지고 있어 눕히기 어렵습니다. 눕히면 차 폭에 가까워져 결박하기 어려워집니다. 또한 코일은 상당한 무게를 가지고 있어 눕히면 트레일러 바닥에 직접 닿게 되면서 안정성이 떨어집니다.안전성과 물품 보호: 코일을 세워서 고정하면 안전하게 운반할 수 있습니다. 세운 코일은 트레일러 바닥과 충돌하지 않으며, 물품과 트레일러를 보호합니다. 또한 코일이 낮게 위치하기 때문에 전복 위험이 적습니다.따라서 코일을 세워서 운반하는 것은 안전하고 효율적인 방법입니다. 이러한 안전성과 물품 보호를 고려하여 코일을 세워서 운반하게 됩니다.
화학공학
Q. 계면활성제가 어떻게 석회물질을 녹이게 되나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.계면활성제와 석회물질 자국 제거: 피부나 건물 벽 표면에 있는 석회물질 자국은 물과 비슷한 성분이 있고, 기름과 비슷한 성분도 있습니다. 물과 비슷한 성분은 물을 좋아해서 물과 함께 손을 잡아요. 즉, 물로만 씻어도 물과 함께 떨어져나가는 것이죠. 그러나 기름과 비슷한 성분은 기름을 좋아해서 물이 오면 피부에 딱 달라붙어서 떨어지지 않아요. 이 때 기름 때 또는 기름을 좋아하는 화장품 성분은 피부에 딱 달라붙어 있는데, 이를 제거하기 위해서는 기름도 좋아하고 물도 좋아하는 계면활성제가 첨가되어 기름과 물을 손잡고 함께 떨어져나가야 합니다. 즉, 친수성 물질은 물로만도 제거가 가능하지만 친유성 물질은 물로는 제거하기가 어렵기 때문에 계면활성제를 이용해서 때나 오염물질을 제거해야 합니다.
토목공학
Q. 과학기술이 많이 발전했는데 지진 예측이 되나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.지진을 예측하는 것은 매우 어려운 일입니다. 현재까지 완벽한 지진 예측 기술은 없지만, 여러 전문가들이 연구와 개발을 통해 지진 예측에 점점 가까워지고 있습니다. 지진 예측에 사용되는 주요 기술과 연구 방향은 다음과 같습니다.지진계측망과 지진 센서: 지진 발생 시 지진의 규모와 발생 위치 등을 측정하는 데 사용됩니다. 이러한 기술은 지진 활동을 모니터링하고 데이터를 수집하는 데 도움이 됩니다.위성 관측: 지구 표면의 변화를 측정하여 지진 예측에 활용하는 기술입니다. 하지만 정확한 예측까지는 아직 이루어지지 않았습니다.인공지능 (AI): 최근 인공지능을 통해 인간이 놓칠 수 있는 미묘한 신호를 감지할 수 있다는 기대감이 커지고 있습니다. 기계학습 알고리즘을 활용하여 과거 지진 데이터를 분석해 미래 지진을 예측하기 위한 패턴을 찾는 연구도 진행 중입니다.그러나 지진 예측은 여전히 매우 어렵습니다. 지구 내부의 복잡한 동역학적 프로세스와 지진 잡음 등이 예측을 어렵게 만듭니다. 미래 지진을 정확히 예측하는 것은 아직 이루어지지 않았지만, 지진 위험도 지도를 통해 고위험 지역을 파악하고 대비할 수 있습니다. 또한 지진 발생 직전 시민들이 안전하게 대피할 수 있도록 조기 경보를 내리는 노력이 필요합니다.
지구과학·천문우주
Q. 우리나라가 점점 지진의 안전지대가 아닌 이유가 무엇인가요
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.한반도는 지진 활동이 상대적으로 적은 유라시아 판 위에 위치해 있습니다. 그러나 최근 몇 년 동안 지진이 증가하고 있으며, 한반도가 완전히 안전한 지역은 아닙니다. 이에 대한 이유는 다음과 같습니다.지질 구조와 플레이트 경계: 한반도는 태평양 플레이트와 유라시아 플레이트가 충돌하는 지역에 위치해 있습니다. 이로 인해 지진 활동이 증가하고 있습니다. 특히 단층에서 발생하는 강한 지진이 주로 관찰됩니다.지질 변화: 한반도의 지질 구조가 변화하고 있습니다. 이로 인해 한반도가 더 취약해지고 있으며, 주변 지역에서 큰 지진이 발생할 가능성이 높아졌습니다.비효율적인 규정: 한반도의 지진에 대한 규정이 효율적이지 않습니다. 지진이 발생했을 때 피해를 최소화할 수 있는 규정이 부족하거나 비효율적입니다.따라서 한반도는 지진에 대해 더욱 주의해야 하며, 지진 대비 대응책을 강화해야 합니다. 물론, 지구 내부의 복잡한 동역학적 프로세스를 고려할 때 언제 어느 정도의 지진이 발생할지 항상 대비해야 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주의 팽창속도는 얼마나 빠른지 궁금해요
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.우주의 팽창 속도에 대해 자세히 설명드리겠습니다.허블의 법칙 (Hubble’s Law): 1920년대에 천문학자 Edwin Hubble이 관측한 은하들의 적색편이를 분석하여, 은하들이 서로로부터 멀어지고 있다는 사실을 발견했습니다. 이는 우주가 팽창하고 있다는 강력한 증거입니다.허블 상수 (Hubble Constant): 허블 상수는 현재 우주의 팽창 속도를 나타내는 값입니다. 현재 허블 상수의 값은 약 68 km/s/Mpc입니다. 이 값은 우주의 크기가 1 메가파섹 (Mpc) 당 68 km/s로 팽창하고 있다는 것을 의미합니다.우주의 팽창 속도와 빛의 속도: 현재까지 관측 가능한 우주의 크기는 약 138 억 년 정도입니다. 따라서 빛의 속도보다 현재의 우주 팽창 속도가 빠를 수는 없습니다.허블 상수는 계속 변화하고 있으며, 미래에는 더 정확한 값으로 밝혀질 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우리가 아는 우주는 매우 작다던데 우주가 팽창한다는 사실을 어떻게 알 수 있나요?
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.우주의 팽창은 현대 우주론에서 중요한 개념입니다. 이론적으로, 우주가 팽창하고 있다는 사실은 다음과 같은 증거를 통해 알 수 있습니다.허블의 법칙: 1920년대에 천문학자 허블 (Edwin Hubble)이 관측한 은하들의 적색편이를 분석하여, 은하들이 서로로부터 멀어지고 있다는 사실을 발견했습니다. 이는 우주가 팽창하고 있다는 강력한 증거입니다.우주배경복사: 1964년에 발견된 우주배경복사는 초기 우주의 열을 나타내는 복사선입니다. 이 복사선은 지금까지의 우주 역사를 담고 있으며, 온도가 매우 낮은 상태에서 발견되었습니다.원시 원자의 비율: 초기 우주의 높은 온도로 인해 무거운 원자들은 존재하지 않았습니다. 이때 생성된 주로 수소와 헬륨이 현재 우주의 대부분을 차지하고 있습니다.이러한 증거들을 통해 우주가 팽창하고 있다는 사실을 확인할 수 있으며, 이는 빅뱅 이론의 핵심 개념 중 하나입니다.