Q ＆ A 로 풀어보는 일상 속 과학 이야기

Q | 얼음을 냉동실에서 꺼내 물에 넣으면 깨지는 이유가 뭔가요.
A | 열은 온도가 높은 물체에서 낮은 물체로 이동합니다. 또한 대부분의 물체는 온도가 올라가면 부피가 커집니다. 물은 온도가 올라갈수록 부피가 작아지는 0~4℃ 사이를 제외하면 온도가 올라갈수록 부피가 팽창합니다.
얼음보다 온도가 높은 물에 얼음을 넣으면 물에서 얼음으로 열이 이동합니다. 이 과정에서 물과 닿는 얼음 표면은 온도가 급격히 상승해 부피가 갑자기 팽창하게 됩니다. 하지만 얼음 속은 여전히 온도가 낮아 부피가 그대로이기 때문에 얼음이 깨지게 됩니다. 냉장고에서 꺼내놓은 얼음을 그대로 둘 경우 얼음이 깨지는 일이 드문 이유는 공기가 물보다 열전달 속도가 느리기 때문입니다. 공기 중에서 서서히 녹는 경우 얼음 바깥쪽과 안쪽의 온도 차이가 작아 얼음이 깨지지 않습니다.

Q | 왜 곤충들은 불빛을 보면 달려드는 건가요.
A | 곤충이 빛에 민감하게 반응하는 습성을 주광성 또는 추광성이라고 합니다. 곤충 중에는 빛을 향해 달려드는 성질인 양의 주광성을 가진 종도 있고 빛을 피해 달아나는 성질인 음의 주광성을 가진 종도 있습니다.
양의 주광성을 가진 곤충은 두 눈이 받는 자극의 세기가 다르면 두 눈이 균등한 자극을 받을 때까지 빛을 향해 몸을 회전하는 ‘광나침 운동’을 합니다. 또 나방과 같은 일부 곤충은 빛을 향해 항상 일정한 각도로 날아가려는 습성이 있습니다.
밤에 곤충들이 가로등 주변에서 빙글빙글 맴도는 이유는 가로등이 내뿜는 빛의 방향이 제각각이기 때문입니다. 태양은 지구와 멀리 떨어져 있어 빛이 평행하게 도달합니다. 그래서 곤충은 태양빛을 한 방향으로 인지합니다. 하지만 가까이 있는 가로등은 빛을 사방으로 보내기 때문에 조금만 움직여도 곤충이 받는 빛의 방향이 달라집니다. 이처럼 곤충은 자신이 좋아하는 방향에서 빛을 받기 위해서 가로등 주변을 빙빙 도는 것입니다.


Q | 강에서는 왜 파도가 치지 않나요.
A | 파도는 공기의 움직임인 바람이 불 때 생깁니다. 바다 한가운데는 강 주변처럼 산이나 나무와 같은 장애물이 거의 없기 때문에 바람이 잘 붑니다. 잔잔한 수면에 바람이 불면 물이 가진 표면장력 때문에 수면에 잔물결이 생깁니다. 계속 바람이 불면 잔물결은 점점 커져 파도가 됩니다.
이렇게 커진 파도는 중력 때문에 위로 올라갔다 내려오며 운동에너지를 갖게 됩니다. 이런 운동을 반복하면서 수면에 진동이 발생합니다. 이렇게 생성된 파도는 바람이 불지 않는 곳까지 전파되며 수천km를 이동하는 경우도 있습니다. 하지만 강은 대부분 폭이 좁고 유속이 빨라 잔물결이 파도가 될 정도로 커지기 힘듭니다. 바람이 불지 않는 해역에서도 파도가 치는 이유는 달과 지구의 인력 크기가 달라 생긴 조수간만의 차이 때문입니다. 강은 규모가 작아 달의 인력 영향을 거의 받지 않습니다.