안녕하세요. 김동준 과학전문가입니다.
손난로는 화학반응이 일어날 때 발생하는 열을 이용한다. 어떤 화학물질을 사용하는가에 따라 분말형과 액체형 두 가지로 나눈다.
분말형은 철분이 공기 중의 산소와 반응하여 산화(녹스는 현상)될 때 발생하는 열을 이용한다. 철이 자연적으로 산화될 때는 열이 발생하는 것을 느낄 수가 없는데, 그것은 녹스는 과정이 오랜 기간에 걸쳐서 서서히 일어나기 때문이다. 하지만 철분에 활성탄, 소금 등을 섞어주면 산화반응이 빠르게 일어난다. 그래서 분말형은 활성탄과 소금을 철분에 섞어서 산화반응이 빠르게 일어나도록 하여 열을 얻는 것이다.
액체형의 성분은 티오황산나트륨 용액인데 흔히 하이포라고도 불리며 식초 냄새가 난다.
하이포는 보통 고체 상태로 굳어 있지만 가열하여 온도가 높아지면 액체로 변한다. 녹아있는 하이포는 녹을 때 흡수한 열을 많이 포함한다. 식어질 때는 열을 방출하면서 고체 결정이 석출되어야 하는데도 이 하이포는 그대로 녹아 있는 과포화 상태를 유지한다. 과포화 상태는 매우 불안정하기 때문에 약간의 충격만 가해주면 한꺼번에 고체 결정이 석출되면서 내부에 포함하고 있던 열을 방출한다. 이것이 액체형 손난로의 원리이다.
액체형 손난로 속에 들어있는 작은 똑딱이 금속 단추는 과포화 상태의 하이포에 충격을 가해주는 역할을 한다.
