똑딱 손난로의 과학적인 원리가 궁금합니다.
안녕하세요
우리가 어린 시절 겨울철에 많이 사용하던 똑딱이 손난로가 있는데요.
이 똑딱이를 한번 꺽어주면 안에 액체가 굳으면서 따뜻해집니다.
이건 어떤 과학적인 원리인지 궁금합니다.
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.
안녕하세요. 이형민 과학전문가입니다.
똑딱 손난로 안에 들어있는 액체를 과포화상태로 만들어둔 다음 중간에 똑딱이로 충격을 주어 따뜻하게 만듭니다
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.
특정 물질을 과포화상태로 만들어 놓은다음 약간의 충격을 받게되면 굳게 되면서 발열하게 되는 원리입니다
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
우리가 어린 시절 겨울철에 많이 사용하던 똑딱이 손난로의 원리는 액체의 과포화 상태와 결정화에 있습니다. 똑딱이 손난로 안에는 아세트산나트륨과 물로 이루어진 과포화 용액이 들어 있습니다. 과포화 용액은 용질이 녹아 있을 수 있는 최대 용량보다 더 많은 용질이 녹아 있는 용액입니다.똑딱이를 구부리면 금속판에 있는 홈에 의해 용액이 균일하게 혼합됩니다. 이때 용액의 불안정한 상태가 깨지면서 결정이 생기기 시작합니다. 결정이 생기는 과정에서 열이 발생하는데, 이 열이 똑딱이 손난로를 따뜻하게 만드는 원리입니다.
안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.
똑딱이는 일종에 기폭제같이 액제에 압을 가해 고체로 변하게 만들고 그과정에 열을 흡수해 뜨겁게 유지되는거죠.
시간이 오래지속되진 않았지만 어렸을땐 참 신기했죠.
감사합니다.