아침에 바쁠때는 밥이나 국을 전자레인지에 데워먹으면 더할 수 없이 편합니다. 오븐이나 가스레인지에 데우기는 번거럽고 30분 이상 걸립니다. 전기 밥솥에 보온으로 해두면 밥맛이 나빠져서 밥을 데울때는 전자레인지를 자주 사용합니다. 전자레인지는 마이크로파를 이용해서 물을 진동시켜 데운다는 것은 많은 사람들이 알고 있습니다. 제가 어릴 때는 물분자의 공명진동수와 같은 진동수의 전자기파를 사용해서 공명시켜 물분자를 데운다고 알고 있었습니다. 이런 방법도 불가능한 것은 아니지만 실제 음식속에 있는 물분자를 공명시키기는 쉽지 않고 공명시킬 수 있는 진동수는 20GHz가 넘어야 한다고 합니다. 현실적으로는 좀 불편한 방법이라서 사용하지 않는다고 합니다. 빛은 전자기파라고도 하는데 전자기파의 전기장의 진동수에 따라 각..
미니멀하게 살고 싶은데 아이가 피자나 오븐 스파게티같은 요리를 해보고 싶다면서 오븐을 사자고 합니다. 오븐을 구입하기 전에 알아보니 요즘은 에어프라이어가 대세인듯 많이 보이네요. 1. 화덕의 원리요즘 전원생활하시는 분들은 마당에 화덕을 만들어 놓으신 분도 계시더군요. 화덕은 장작을 아래에서 태우면 그열기가 전해지고아래는 뜨겁고 위는 차가워서 공기가 이동하는 대류와 굴뚝을 통해 공기가 밖으로 빠져나가면서 수증기가 음식주변에서 축축해 지지 않고 구워질 수 있게 해 줍니다. 굴뚝밖으로 공기가 빠져나가는 원리는 아래에 링크해 두었습니다. 굴뚝은 밖으로 수증기를 내보내기도 하지만 화덕 내부의 온도가 많이 차이나면 한쪽만 타게 되는 것을 막기위해 공기를 순환시켜서 온도차를 없애주는 역할도 합니다. 2019/03/1..
화장대 위의 예쁜 향수병과 굴뚝의 공통점은 뭘까요? 너무 생뚱맞나요? 유체의 속력이 빠른 곳이 압력이 낮고, 유체의 속력이 느리면 압력이 높다는 베르누이 정리가 바로 그 원리입니다. 유체는 압력이 높은 곳에서 압력이 낮은 곳으로 흘러갑니다. 베르누이정리와 마그누스효과 향수병에 담긴 대롱은 T자 모양으로 만들어져 있습니다. 한쪽끝에 있는 둥근모양의 고무를 누르면 아래 그림처럼 바람이 지나가면 바람의 속력이 빨라지고 빨대 바로 위는 바람이 더 빨라져 압력이 낮아집니다. 압력이 낮아지므로 아래에 있던 향수가 위로 올라와서 바람을 타고 지나가면서 뿌려집니다. 향수병에는 커다란 공이 달려있어 모양도 예쁘지만 공을 누르면서 향수를 뿜을 수 있습니다. 빨대만 꽂아놓고 그 위를 바람이 세게 지나가도록 불면 역시 물이 ..
시금치 데칠때 새파랗게 데칠려면 소금을 한 숟가락 넣으라고 배웠습니다. 실제 시금치를 끓는 물에 넣으면 휘발성 유기산이 생기는데 두껑을 닫고 삶으면 휘발성 유기산이 엽록소를 파괴해서 누렇게 된다고 합니다. 그럼 소금은 아무런 상관이 없을까요? 소금을 물에 넣으면 소금이 염소이온과 나트륨이온으로 분리됩니다. 물은 수소 두개와 산소한개를 결합해서 음의 성질인 산소쪽은 양이온인 나트륨이온을 당기고 양의 성질인 수소는 음이온인 염소이온을 당겨 물 사이사이에 염소이온과 나트륨이온이 끼어있게 됩니다. 100도가 되면 물이 증발하게 되는데 끼어 있는 염소이온과 나트륨이온이 물 분자를 끌어당겨 증발을 막아주기 때문에 100도보다 더 높은 온도에서 물이 끓게 됩니다. 소금을 넣은 물이 끓으면 100도보다 높기 때문에 시..
한국 표준 과학 연구원에서는 단위를 새로 정하는 상세한 자료를 올려놓았습니다. 네가지 단위가 동시에 바뀌는 것은 지난번 글에 올려 놓았습니다. 2019/02/18 - [과학이야기] - 단위의 정의 표준연구원의 2018년 11월 16일 보도자료에 보면 키블저울을 사용해서 플랑크 상수를 측정한다는 방법으로 --기계적 일률(m·g·v)=전기적 일률(V2/R = c·f2·h)이 같다는 원리를 이용-- 한다고 발표했습니다. 1975년 영국의 브라이언 키블 박사가 제안한 방법입니다. 발표에서처럼 일률을 바로 측정한 것이 아닙니다. 통(파란색)속에만 자기장이 있습니다. 통속에 전선(빨간고리)이 있고 여기에 연결된 저울은 통 밖에 있습니다. 저울에 1kg을 올리면 저울은 아래로 힘을 받습니다. 자기장 속에 있는 고리에..
쇠라의 "그랑자트섬의 일요일 오후"입니다. 너무나 익숙한 그림입니다. 점묘화의 대표적인 이 그림의 원리를 알기위해서는 빛의 합성에 대해 알아야합니다. 2019/02/28 - [과학이야기] - 색의 삼원색과 빛의 삼원색 점묘화에 숨은 과학원리 동영상(빛의 혼합과 색의 혼합) 색을 섞어 사용해도 그림을 그릴 수 있지만 많이 섞을수록 그림이 탁해집니다. 점을 찍어서 점에서 나온 빛이 모이면 더 밝은 색이 되기 때문에 산뜻한 느낌으로 감상할 수 있습니다. 그럼 가까이서 보면 하나씩 점으로 나타나는데 먼 곳에서는 여러점에서 나온 빛이 하나의 색처럼 보일까요? 바로 빛의 회절 때문입니다. 눈에 빨간색이 들어오면 망막에 같은 크기의 빨간 상이 생기지 않습니다. 눈 아래 도식도에서 파란 선 사이 구멍이 눈동자 입니다...
빛의 삼원색은 빨강(R), 녹색(G), 파랑(B)의 세가지 입니다. 보통 색깔과 빛깔을 혼용해 사용해도 무관하지만 혼합을 하면 전혀 다른 상황이 생깁니다. 빛은 더 밝아지고 색은 더 어두워집니다. 전자기파중 파장이 약 400nm부터 약 700nm 사이의 빛은 우리 눈의 원추 세포를 자극합니다. 그중 빨강, 파랑, 녹색 세가지색에 반응한다고 합니다. 빛이 눈에 들어오면 망막에 있는 원추세포에서 정보를 뇌로 보내면 우리가 느끼는 빛깔로 인식합니다. 그림에서처럼 650nm보다 긴 파장의 빛이 들어온다면 빨강으로 인식하고 570nm부근의 파장에서 녹색과 빨강이 같이 원추세포를 자극하기 때문에 우리는 노랑으로 지각하게 되는 것입니다. 세가지 빛깔이 모두 원추세포에 도달하면 우리는 이것을 흰색으로 인식하게 되는 것..
겨울이면 생각나는 간식이 군고구마입니다. 입으로 호호 불면서 먹는 상상만 해도 누구나 침을 꿀꺽 삼킵니다. 달콤한 맛때문입니다. 하지만 찐고구마는 군고구마만큼 달지 않습니다. 녹말을 쪼개는 효소에는 알파아밀라아제와 베타아밀라아제가 있습니다. 알파아밀라아제는 녹말을 잘게 쪼개는 효소이고 베타아밀라아제는 당분으로 만드는 효소입니다. 우리 입 속에 있는 침에는 알파아밀라아제가 많이 있습니다. 고구마나 보리 싹을 틔운 엿기름에는 베타아밀라아제가 많이 들어있습니다. 베타아밀라아제는 60~70도 사이에 활발하게 작용해서 탄수화물을 분해시켜 당분으로 바꾸어줍니다. 군고구마는 통에 넣어 서서히 굽는 과정에서 60~70도 온도에 오래 있으면서 당분이 많이 생깁니다. 압력솥에 찐고구마의 경우 짧은 시간에 70도가 훨씬 넘..
도로에서 흔히 마주치는 차가 레미콘 트럭입니다. 글을 쓰면서 이름을 왜 레미콘이라고 지었을까 궁금해서 찾아보았습니다. ready-mixed concrete 의 re:레 mi:미 con:콘 으로 첫 글자로 부른다고 합니다. 이름에서 알 수 있듯이 운반도중에 미리 콘크리트 재료들을 넣어서 돌리면 혼합되어 도착할 때 쯤이면 잘 반죽된 콘크리트 상태가 됩니다. 이동중에는 통속의 커다란 날이 돌아가면서 재료들을 섞어 줍니다. 도착하면 혼합된 콘크리트를 바닥에 쏟아주어야 합니다. 사진에서 본 것 처럼 낮은 방향으로 쏟기 어려운 구조입니다. 오히려 높은 뒷쪽으로 콘크리트가 밖으로 쏟아져 나옵니다. 지금부터 2천 3백여년 전의 아르키메데스(BC 287? ~ BC 212)가 낮은 곳에 있는 물을 끌어올리기위해 고안해 낸..
베르누이 정리로 설명할 수 있는 재미있는 현상들이 너무 많습니다. 하지만 방정식을 어려워하시는 분이 많아서 미뤄놓고 있었는데 대충이라도 살펴봐야 할 것 같습니다. 엄밀한 증명이나 유도를 다룬 자료는 워낙 많이 있으니 대충 살펴보겠습니다. 물체에 일을 해 주면 물체가 더 빨라지고 다시 말하면 물체의 운동에너지가 증가합니다.일=운동에너지 증가 일에는 중력이 한 일과 나머지 힘이 한 일을 모두 포함합니다.중력이 한 일 + 중력을 뺀 나머지 힘이 한 일 = 운동에너지 증가 중력이 한 일을 하면 위치에너지가 낮아집니다.위치에너지 감소 + 중력을 뺀 나머지 힘이 한 일 = 운동에너지 증가 중력을 뺀 나머지 힘이 한 일 = 운동에너지 증가 - 위치에너지 감소중력을 뺀 나머지 힘이 한 일 = 운동에너지 증가 + 위치에..
병원에 입원을 하면 손가락에 그림과 같이 집게 모양을 집어 놓고 수치를 관찰합니다. 산소포화도 측정기 혈액의 중요한 역할중 한가지가 몸의 각 부분으로 산소를 공급하는 것입니다. 몸의 기관들이 정상적으로 작동하기위해서는 산소가 반드시 필요합니다. 적혈구 속의 헤모글로빈이 산소와 결합해서 산소를 옮겨주는 역할을 합니다. 산소와 결합한 헤모글로빈은 적외선(940nm)을 더 잘 흡수하고, 산소와 결합하지 않은 환원헤모글로빈은 빨간색 빛(660nm)을 더 흡수하는 성질을 가지고 있습니다. 빛발생기에서 적외선과 빨간색의 빛을 내보냅니다. 손가락 끝을 통과한 빛은 검출기에서 검출됩니다. 혈액에 충분한 산소가 많이 있다면 산소와 결합한 헤모글로빈이 상대적으로 많게 됩니다. 빛발생기에서 쏘아준 적외선이 혈관을 통과하면서..
우리가 일상 생활에서 사용하는 많은 표현들 중 엄밀하게 약속해야 하는 것이 아주 많습니다. 법률적인 단어도 그렇고 단위도 마찬가지 입니다. 고기를 살때 600그램이라고 구입했는데 양이 적으면 화가 나겠죠? 정밀해야만 하는 과학 기술에서는 훨씬 더 중요한 일입니다. 면적은 길이와 길이를 곱하면 되니 부피나 면적은 따로 약속할 필요가 없지만 길이는 약속을 해야 합니다. 이렇게 꼭 약속해야하는 단위는 7가지가 있습니다. 한국표준과학연구원 자료 세계의 과학자들이 국제도량형총회라고 하는 모임에서 이런 약속을 정하고 있습니다. 지금 사용하고 있는 단위는 한국표준과학연구원 보도자료에 의하면 아래 사진과 같습니다. 2018년 국제도량형총회에서 이 단위를 새로 약속했습니다. 이번에 바뀌는 단위는 2019년 5월 20일 ..
사해에서 찍은 사진은 우리를 부럽게 합니다. 수영을 못하는 사람이라도 둥둥 떠서 여유롭게 신문을 읽을 수 있습니다. 부력의 크기가 유체에 잠긴 물체의 부피에 해당하는 유체의 무게와 같다는 것은 부력-아르키메데스원리 에서 살펴 보았습니다. 물체의 밀도가 물의 밀도보다 크면 가라앉고 물체의 밀도가 물의 밀도보다 작으면 뜨게 됩니다. 보통의 수영장에서도 버둥거리지 않으면 몸의 평균 밀도가 물보다 작아서 뜰 수 있습니다. 하지만 약간 작으니 몸의 대부분이 가라앉아 겁을 먹게 됩니다. 수영장 물은 사해의 물보다 밀도가 많이 작습니다. 사람의 몸무게와 같은 부력을 만드는 물의 양이 더 많아야 합니다. 수영장에서는 사해보다 몸이 더 많이 잠기게 됩니다. 사람의 몸무게와 부력이 같아서 떠 있습니다. 부력은 사람이 바다..
지하철에서 뾰족한 구두에 밟히신 적이 있나요? 생각만 해도 끔찍하죠. 운동화를 신은 사람에게 밟히게 되면 아프더라도 좀 나은 기분입니다. 몸무게는 비슷해서 내 발등에 주는 힘은 거의 같은데 왜 그럴까요? 압력때문입니다. 우리가 아픔을 느끼는 것은 압력이 중요한 요소입니다. 양쪽 손가락을 서로 누르면 서로 크기가 같고 방향이 반대인 힘을 작용하게 됩니다. 같은 크기의 힘이라도 닿는 면적이 좁으면 아프게 느껴집니다. 대기압압력은 면을 수직으로 누르는 힘의 크기에 면적을 나눈 값으로 약속합니다. 단위는 mmHg나 파스칼의 단위를 씁니다. 보통 생활에서 mmHg단위를 많이 사용합니다. 토리첼리가 공기중에서 수은이 담긴 그릇에 수은을 가득담은 시험관과 같은 관을 거꾸로 들어봅니다. 올리다보면 그림처럼 수은이 담긴..
은행이나 병원에 가면 아래 사진과 같은 혈압계를 흔히 볼 수 있습니다. 혈압이 정상범위를 벗어나면 많은 질병이 생길 수 있어서 공공장소에서 혈압을 재는 사람을 자주 보게 됩니다. 혈압을 잴 때 팔을 넣어서 시작 버튼을 누르면 푸른 색의 커프가 부풀러올라 팔을 누르기 시작합니다. 팔이 조일 정도로 부푼 다음 서서히 풀어주면서 측정을 시작합니다. 심장이 수축하면서 혈액을 강하게 밀어냅니다. 이 때의 압력이 최고 혈압입니다. 심장이 이완하면서 압력이 점점 낮아집니다. 다시 심장이 수축 이완을 반복하면서 혈액이 혈관을 누르는 압력이 계속 파란선과 같이 변하게 됩니다. 1분동안 60에서 100번 정도 반복합니다. 커프는 최고 혈압보다 더 높은 압력이 될 때까지 부풀어 오릅니다. 최고 혈압보다 더 큰 압력이 된다는..