겨울철 자주 사용하는 핫팩, 뜨거워지는 원리가 뭔가요??
날씨가 점점 추워지면서 핫팩을 구입해서 많이 사용하고있습니다. 흔들면 점점 열기가 올라오고 꽤 오랫동안 따뜻함이 유지 되는데요 항상 흔들면 뜨거워진다. 라는 결과만 알고있고 핫팩 안에있는 가루가 흔들게되면 어떤 원리로 뜨거워지는지 궁금하네요
핫팩의 원리는 의외로 간단합니다.
부직포 주머니 속에 철과 산화촉매가 들어있습니다. 우리 주변에서 철은 공기중 산소와 만나 산화하는 것을 볼 수 있으며 이를 녹이슬었다 라고 합니다. 핫팩은 이 원리를 이용한 것인데요. 철은 산화가 이루어질 때 열과 빛을 냅니다. 이때 생성되는 열을 이용하는 것이구요.
철만 있다면 산화는 매우 천천히 일어나며 우리가 느낄 수 있는 정도의 열을 순식간에 발생시킬 수 없습니다. 그렇기 때문에 촉매를 이용하여 철을 더 빠르게 산화시켜 열을 더 빠르게 낼 수 있도록 해주는 것이죠.
가루형 핫팩
핫팩 내부에는 적당량의 아주 고운 철가루가 많이 들어있어 아주 빠른 속도로 철가루가 산화될 수가 있고, 또 그 과정에서 불과 몇 분 안에 30도 ~ 70도까지 올라가기도 합니다. 그러니까 물에 무엇인가를 녹일 때 가루가 덩어리보다도 더 빨이 녹잖아요. 이것도 마찬가지입니다. 철가루도 화학반응 속도가 훨씬 빨리 일어나게 되는 것이죠. 핫팩 사용할 때 처음에 흔들잖아요? 철가루뿐만 아니라 활성탄 소금 소량의 물 질석 톱밥이 들어 있는데요. 이 겉 봉지를 뜯은 다음에 잘 흔들면 이런 내용물이 잘 섞기도 공기와 접촉하는 면적이 커지면서 산화 반응도 빠르게 일어나는 것이죠. 그러면서 온도가 올라가는 것이죠. 내용물 중에는 질석 톱밥이 충전제이고 단열재 역할을 하게 되는 것입니다.
액체형 핫팩
이 액체형 핫팩 원리는 아세트산나트륨이 너무 많이 녹아 있기 때문에 굉장히 불안정하고 작은 충격에도 쉽게 과포화상태가 깨지게 된다고 합니다. 그러면 굳어지려고 결정이 만들어지게 되는데 이때 액체에서 고체로 만들어지면서 에너지가 방출되고 그로 인해서 따뜻함을 느낄 수 있는 것이랍니다. 그럼 단추 같은 금속 이것은 무슨 역할을 할까? 불안정한 과포화용액에 버튼이 딸깍하고 소리를 내면 이때부터 결정이 만들어지고 고체 상태로 변합니다. 이 고체 상태를 끓는 물에 대우면 다시 이 고체가 불안정한 아세트산나트륨 과포화 용액으로 변하게 됩니다. 그래서 재사용이 어느정도 가능합니다.
작성자분께서 질문주신 겨울철 자주 사용하는 핫팩 뜨거워지는 원리의 답변입니다.
핫팩의 기본 원리는 철의 산화·발열반응입니다.
핫팩의 부직포 주머니 안에는 철 가루, 활성탄, 소금, 톱밥, 질석 등이 들어있습니다.
이 가운데 철 가루가 공기(산소)와 접촉하면 산화 반응을 일으켜 열을 발산합니다.
뿡빵잉님 안녕하세요
핫팩이 뜨거워 지는 원리는
철을 공기중에는 산소와 결합해
산화철이 공기중과 결합해 녹이 슬때 열이 발생하는데요
핫팩에는 철가루와 염화나트륨 탄소가루가 있는데요
철가루와 산소와 결합해 산화 반응을 일을키고
활성탄과 염화나트륨이 산화 반응을 통해 빨리 열이 나도록 도와주는 것입니다
뿡빵잉님 답변에 도움이 되셨길 좋은하루 되세요
