안녕하세요. 강종훈 전문가입니다.
화학
Q. 뜨거운 물에 김이 나는 현상은 어떻게 과학적으로 설명이 가능할까요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.과학적 현상을 쉽게 설명하는것은 어려운 일입니다..물은 작은 조그마한 입자들로 이루어져 있어요. 이 입자들은 항상 움직이고 있어요. 물이 따뜻해지거나 바람에 노출되면 이 입자들은 더 빠르게 움직이게 돼요. 그래서 일부 물 입자들은 물의 표면에서 떨어져 나가게 되는데, 이것이 물이 증발하는 과정이에요. 즉, 물이 열을 받으면 수증기로 변하게 되는거죠. 이런 과정을 우리는 물이 수증기가 되는 현상이라고 부르게 됩니다.물의 끓는 점은 물이 열을 받아서 수증기로 변하는 온도를 말해요. 물은 열을 받으면 그 분자들이 움직이다가, 어느 순간에는 너무 빨리 움직여서 수증기가 되려고 해요. 그런데, 물이 열을 받으면 그 변화가 일어나는 온도가 있어요. 그 온도를 '끓는 점'이라고 부르는데, 그 값은 섭씨 100도에요. 그래서 물을 끓이려면 물 온도를 100도 이상으로 올려야 물이 수증기로 변하면서 끓게 되는거에요.
화학
Q. 셀프힐링 플라스틱이 회복할 수 있는 원리는 뭔가요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.셀프힐링 플라스틱은 자가복원 능력을 갖춘 플라스틱 소재로, 손상된 부분을 자동으로 복원할 수 있는 특징을 가지고 있습니다. 이러한 소재는 재료 과학 및 공학 분야에서 연구되고 개발되며 다양한 응용 분야에서 사용될 수 있습니다.셀프힐링 플라스틱의 자가복원 메커니즘은 주로 다음과 같은 원리를 기반으로 합니다:미세한 캡슐 포함: 소재 내부에는 미세한 캡슐이나 미세한 화학 반응 물질이 포함되어 있습니다. 이러한 캡슐은 손상이 발생하면 깨어져 내부의 물질이 노출되도록 됩니다.화학 반응: 손상으로 인해 캡슐이 깨지면 내부에 있는 화학 물질이 활성화됩니다. 이 화학 물질은 주로 손상 부분을 메우거나 복원하기 위한 반응을 시작합니다.자동 활성화: 이러한 화학 반응은 주로 온도, 압력 또는 다른 환경 조건의 변화에 의해 자동으로 활성화됩니다. 예를 들어, 손상이 발생하면 온도가 상승하거나 압력이 가해짐으로써 화학 반응이 진행됩니다.손상 복원: 화학 반응을 통해 생성된 물질은 손상된 영역을 메우거나 복원합니다. 이렇게 하면 플라스틱의 내구성이 회복되고 손상이 감소됩니다.셀프힐링 플라스틱은 주로 구조물의 내구성을 향상시키고 수명을 연장하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 셀프힐링 콘크리트는 콘크리트 구조물의 균열을 자동으로 복원하여 강도를 유지하고 오래 지속되도록 합니다. 또한 전자 기기의 플라스틱 부품에서 손상을 줄이고 기기의 수명을 연장하는 데에도 사용될 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 눈동자에서 빛이 반사가 되나요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.눈동자에서도 빛이 반사됩니다. 눈동자는 빛을 조절하는 역할을 하기 때문에 주변의 조명에 따라 크기가 변하고 빛을 반사하게 됩니다. 이것은 사진이나 빛을 비추는 상황에 따라 눈의 색상이 변할 수 있는 이유 중 하나입니다.눈동자는 빛을 흡수하지 않고 오히려 빛을 조절하는 역할을 합니다. 눈동자는 조명의 양을 조절하여 눈에 들어오는 빛의 양을 조절합니다. 어두운 환경에서는 눈동자가 확장하여 더 많은 빛을 받아들이고, 밝은 환경에서는 눈동자가 수축하여 덜한 양의 빛을 통과시킵니다. 이러한 과정은 빛을 눈의 망막에 정확하게 집중시켜 시각 정보를 처리하는 데 도움을 줍니다. 그러므로 눈동자는 빛을 흡수하지 않고 오히려 조절하는 역할을 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 번개가 치고 난 후에 천둥이 꼭 치는 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.번개와 천둥은 번개의 발생과정으로 인해 발생하는 현상입니다. 번개가 발생하는 이유는 다음과 같습니다:구름 내부의 정전기: 번개는 구름 내부에서 발생합니다. 구름 안에서 양성과 음성의 정전기가 형성되는데, 이는 구름 내부의 수증기와 얼음 입자들 사이의 충돌과 함께 발생합니다.정전기의 충돌: 구름 내부에서 양성과 음성의 정전기가 충돌하면, 정전기가 높은 에너지 상태로 축적됩니다. 이러한 충돌로 인해 구름 내부의 온도가 상승하며, 이로 인해 얼음 입자들이 생성되고 성장합니다.번개의 발생: 정전기가 충분히 축적되면, 양성과 음성의 정전기 사이에 전기적인 방전이 발생합니다. 이것이 번개입니다. 번개는 구름 내부에서 발생할 수 있으며, 구름 사이나 구름과 지상 사이에 발생할 수도 있습니다.번개가 발생하면 천둥소리가 나는 이유는 번개가 공기를 가열하고 팽창시키기 때문입니다. 번개의 전기 방전은 주변 공기를 극도로 가열하여 폭발적으로 팽창시키며, 이것이 천둥소리를 만드는 원인입니다. 이 소리는 번개의 발생 지점에서 발산하며, 소리의 속도가 빠르기 때문에 번개와 동시에 들리지 않고 번개 이후에 들리게 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 야구공에 과학적 원리가 있다는데 어떤 것인지 궁금합니다
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.야구공은는 간단한 디자인 및 물리 원리를 따릅니다. 주로 다음과 같은 과학적 원리와 요소를 고려합니다:물질과 구조: 야구공은 주로 가죽 외부와 고무나 야구공 내부의 코르크와 섬유 재료로 만들어집니다. 이러한 재료의 선택과 구조는 공의 탄성과 내구성에 영향을 미칩니다.질량 및 크기: 야구공의 질량과 크기는 공의 비행 경로와 타격 시 힘에 영향을 줍니다. 가벼운 공은 더 빨리 비행하고, 큰 공은 공기 저항이 크므로 비행 경로에 영향을 줄 수 있습니다.심재효과: 야구공은 코르크나 고무로 둘러싸여 있으며, 이러한 내재재료는 공의 탄성과 탄력성을 결정합니다. 이것은 타자가 야구공을 타면서 생기는 공의 튕김과 관련이 있습니다.안전 및 규제: 야구공은 안전과 공평한 경기를 위해 규정에 따라 특정한 요구 사항을 충족시켜야 합니다.제조 기술: 제조 과정과 기술은 야구공의 품질과 성능에 영향을 미칩니다. 야구공은 정밀하게 제작되어야 하며, 공의 중심과 무게 분포 등이 균형을 이루어야 합니다.이러한 과학적 원리와 설계 요소는 야구공의 성능과 안정성을 결정하는 데 중요합니다. 그래서 야구공의 제조사들은 이러한 원리와 요소를 고려하여 최적의 야구공을 개발합니다.
지구과학·천문우주
Q. 유성우가 생기는 이유와 발생 주기는 어떻게 되나요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.유성우는 우주에서 지구로 떨어지는 소행성이나 소묘한 입자들이 대기에 진입할 때 발생합니다. 이들이 대기로 들어오면 대기 마찰과 압력으로 인해 빠르게 가열되고, 그 결과로 대기 속의 물증기가 응결하여 작은 입자로 변하게 됩니다. 이 작은 입자들이 고도에 따라 빛을 방출하면서 우리가 볼 수 있는 유성우가 생성됩니다.주기적으로 발생하는 유성우는 주로 특정 시기에 발생하는 '유성우 강우'와 관련이 있습니다. 가장 유명한 유성우 강우 중 하나는 페르세우스자리에서 관측되는 페르세우스 유성우입니다. 이와 같은 유성우 강우는 특정 날짜에 매년 발생하며, 이 때 유성이 다량으로 지구의 대기에 진입하여 유성우를 볼 수 있게 됩니다. 다른 유성우 강우도 유사한 주기를 가지고 있으며, 관측하기 좋은 시기가 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주는 별이 많은데 왜 검은지역이 압도적으로 많은가요?
우주가 검게 보이는 이유는 "우주의 확장"과 "광선 적색 이동" 현상과 관련이 있습니다. 이론적으로, 우주의 확장은 우주가 무한히 크고 무한히 오래된 것으로 가정하고 있습니다. 이러한 확장은 빛의 파장을 늘리는 결과를 낳습니다. 이를 광선 적색 이동이라고 합니다. 그 결과로, 먼 우주에서 오는 빛은 보다 빨간색으로 이동하게 되며, 가시광선 범위에서 멀어질수록 더 빨간색으로 이동합니다.이 광선 적색 이동은 우주의 모든 방향에서 일어나기 때문에, 보다 멀리 있는 천체에서 오는 빛은 보다 빨간색으로 이동합니다. 이로 인해 매우 먼 우주에서 오는 빛은 우리가 감지하기 어려운 장파장의 빛으로 변하게 됩니다. 결과적으로, 매우 먼 우주의 대부분은 우리에게 보이지 않는 검은 공간처럼 보입니다.또한, 우주의 검은 공간은 우주의 어두운 물질과 에너지로 인해 더 어둡게 보일 수도 있습니다. 이러한 이유로, 우주가 검게 보이는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 블랙홀 근처에 가면 빠지는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.스파게티라는 표현이 어떤 의미인지는 모르겠지만사람이 블랙홀 근처로 가면 매우 위험한 상황에 처하게 됩니다. 블랙홀은 굉장히 강력한 중력을 가지고 있어서 그 근처로 접근하면 몇 가지 주요한 문제가 발생할 수 있습니다:시간 왜곡: 블랙홀 근처로 가면 시간이 느리게 경과하거나 왜곡될 수 있습니다. 이것은 다른 관측자로부터 분리된 경험을 유발할 수 있습니다.굉장한 중력: 블랙홀은 극도로 강력한 중력을 발산합니다. 이로 인해 가까이 다가가면 몸이 찢어질 수 있으며, 이를 통과할 수 없게 됩니다.극단적인 조건: 블랙홀 근처로 가면 극한의 온도와 압력 등 환경 조건도 극도로 힘들어집니다. 이로 인해 생존하기는 거의 불가능합니다.요약하면, 블랙홀 근처로 가는 것은 매우 위험하며 현실적으로 불가능합니다. 블랙홀의 중력은 모든 물체를 포획하고 파괴하기 때문에 안전한 거리를 유지하는 것이 중요합니다.
토목공학
Q. 오버투어리즘이 전염병 같은 걸까요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.오버투어리즘(Over-tourism)은 관광객의 과잉 증가로 인해 특정 여행지나 지역이 과도한 관광압력을 겪는 현상을 가리키는 용어입니다. 이로 인해 환경 파괴, 문화적 손상, 지역 사회의 불만과 같은 문제가 발생할 수 있습니다. 지나치게 많은 관광객이 특정 지역을 찾아서 지속 가능하지 않은 관광 활동이나 과도한 소비로 인한 문제를 초래할 수 있습니다. 이에 대한 관심이 증가하고 지속 가능한 관광 모델을 모색하는 노력도 이루어지고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 열기구는 어떤 과학적 원리로 비행하는지요?
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.열기구는 열기운을 이용하여 상승하는 항공기입니다. 열기구의 원리는 다음과 같이 요약할 수 있습니다:가스 팽창 원리: 열기구 안에는 가열된 공기나 헬륨 가스와 같은 가스가 들어 있습니다. 이 가스가 가열되면 분자들이 움직이고 팽창하게 되어 가스의 부피가 증가합니다.부유 원리: 열기구 안의 가스가 팽창하여 부피가 증가하면, 열기구의 더 경량한 부분이 주변 공기보다 가벼워집니다. 이로 인해 열기구는 공기 중에서 부유하게 되고 상승합니다.온도 차이: 열기구가 상승하기 위해서는 열기구 내부의 가스가 주변 공기보다 높은 온도를 유지해야 합니다. 일반적으로 열기구는 프로판 가스나 헬륨 가스를 사용하여 가열합니다.안전 밸브: 열기구에는 안전 밸브가 있어 가스 압력을 조절하고 비상 시 가스를 방출하여 안전을 유지합니다.이러한 원리로 열기구는 가열된 가스와 부유 원리를 이용하여 공중으로 떠오르며, 이동하거나 비행합니다