똑딱 누르면 액체가 단단해지면서 따뜻해지는 핫팩 원리가 궁금합니다

Question

안녕하세요. 요즘은 흔들어서 사용하는 핫팩이 많은데 예전에는 액체로 되어있고, 똑딱 누르면 굳으면서 따뜻해지는 핫팩을 많이 사용했거든요. 이 원리가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.

액체난로는 아세트산나트륨이 주 원료입니다.

아세트산나트륨이란

아세트산과 나트륨이 만드는 염으로,

융해열이 커 난방기구의

보온재료로 사용되는 물질입니다.

아세트산나트륨은

분자가 불안정하기 때문에

충격을 받으면 쉽게 고체화 된다는

특징이 있습니다.

액체 손난로 속 아세트산나트륨은

고체상태일 때 물에 넣고 가열하면,

열을 흡수해 액체상태를 유지하게 됩니다.​

Answer 2

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

과포화 용액이란 용액이 어떤 온도에서 녹을 수 있는 양 이상으로 물질을 함유하고 있어 물질이 완전히 녹아 있지 않은 용액을 말합니다. 이러한 용액은 매우 불안정한 상태인데요. 과포화 상태의 용액은 작은 충격에도 쉽게 과포화 상태가 깨지면서 고체로 변하게 됩니다. 이때, 액체에서 고체로 바뀌는 과정에서 에너지가 방출되면서 열이 발생하게 됩니다. 그래서 똑딱이 손난로에 들어있는 버튼을 똑딱 누르게 되면 하얗게 굳으면서 열이 발생하게 됩니다.

똑딱이 손난로는 다시 재사용이 가능하다고 말씀드렸는데요. 모든 열을 방출하고 고체가 된 아세트산나트륨을 뜨거운 물에 넣고 가열하면 다시 과포화 용액으로 바뀌게 되면서 처음처럼 투명한 액체로 변하게 됩니다.

[출처 : 겨울철 한파대비 필수품, 핫팩과 손난로 원리 공개! (chemidream.com)]

Answer 3

똑딱이 핫팩에는 핫팩 안에 아세트산나트륨이 들어있습니다.

이 아세트산나트륨이 너무 많아 과포화상태이기 때문에 매우 불안정한 상태입니다.

여기에서 핫팩 안에 있는 단추를 똑딱거려서 용액에 충격을 가하게 되면,

용액이 굳어지면서 액체에서 고체로 변하게 되고, 에너지가 방출됩니다.

즉, 액체 고체 상변화에 의한 발열 반응이 똑딱이 핫팩의 원리 입니다.