핫팩의 원리와 가격에 따른 차이는 뭔가요?
핫팩이 왜 발열을 하는지 그 원리와 재사용 할 수 있는 방법이 없을까요? 버리면 또 쓰레기가 생기게 되는데 효과적인 재사용 또는 재활용 방법 좀 알려주세요~~
안녕하세요. 김계민 과학전문가입니다.
핫팩의 원리는 철의 산화열이라고 합니다.
철을 녹슬게 만드는 산화가 열을 만들어내는 것입니다.
핫팩의 주성분은 철분 60%+소금물30%,활성탄8%정도가 섞여 있습니다.
밀봉되어있을때는 전혀 화학반응이 없다가 우리가 사용하기 위해 포장을 뜯는순간 포장재인 부직포의 구멍사이로 산소가 드나들며 철과 만나 급속도로 산화하면서 열이 발생한다고 합니다.
원래철은 산화과정 자체가 느린편이지만 활성탄소와 같은 촉매제를 만나면 산화가 아주 빨라진다고 합니다.
도움이 되셨으면 감사합니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
일반적인 핫팩은 내부에 철가루가 들어 있습니다.
철가루가 산소와 만나 산화하며 1g당 1.69kcal의 열량을 방출하며 따뜻해지는 것이죠.
이 핫팩은 철이기 때문에 재활용이 가능하지만 일반 사용자가 재사용하지는 못합니다.
그래서 나온 것이 액체 핫팩입니다.
이 핫팩은 아세트산나트륨이 들어 있는데요, 불안정한 물질이기에 약한 충격으로도 에너지를 방출하며 고체화되는 것을 이용한 것입니다.
그리고 고체화된 아세트산나트륨에 에너지를 공급하면 다시 액체화가 되며 재사용이 가능하죠.
다만 지속시간이 매우 짧고 충격에 약해도 너무 약하다는 단점이 있습니다.
그리고 마지막으로 최근에는 전기를 이용한 핫팩이 많이 나오고 있습니다.
핫팩 안에 있는 철가루로 따뜻해질 수 있습니다.
철은 공기와 접촉하게 되면 산화하기 시작하는데, 이것이 발열 반응입니다.
이 반응에서 발생하는 열이 1g당 약 1.7kcal 의 열을 발생시킨다고 합니다.
이때 이 반응을 높이도록 촉매가 들어있는데, 이 촉매가 남아 있다면 계속해서 재사용은 가능합니다.
촉매인 탄화수소나 염분이 점점 떨어지면 핫팩을 재사용할수록 효과가 떨어지게 됩니다.
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
핫팩안에는 주로 철가루가 들어있는데, 철가루가 공기와만나 산화하며 열을내게됩니다.
철가루 외에도 따듯한 온도를 오랫동안 유지해줄 유지제와, 톱밥, 산화를돕는 촉매등이 포함되어있는데, 이 물질들의 배합에따라 핫팩의 온도, 유지시간 등의 차이가 발생합니다.
이 차이에의해 발생하는 가격차이로 이해하시면됩니다.
감사합니다.
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.
핫팩의 원리는 바로 철(Fe)의 산화 발열반응이다. 핫팩의 주성분은 철 가루, 활성탄, 소금, 수분 등으로 만들어진다. 핫팩의 겉 포장을 뜯고 주무르거나 흔들면 안에 있는 철 가루가 산소와 만나 빨리 산화반응을 일으키고 몇 분내 온도가 30℃에서 60℃까지 올라가게 된다.
굳이 이러한 반응을 화학 반응식으로 표현하면 [ 4Fe+3O2 ⇒ 2Fe2O3 +발열 ]으로 표현할 수 있다. 철 가루의 산화반응에서는, 철과 산소가 반응물질이며 산화철은 생성물질이다. 철과 산소가 가지고 있는 에너지의 합이 산화철이 가지고 있는 에너지보다 크기 때문에 그 차이만큼의 에너지가 방출되는 것이다. 이때 방출되는 에너지의 대부분이 열에너지의 형태를 띠기 때문에 주변의 온도가 올라가는 발열반응이 되는 것이다.
핫팩은 재사용하기 어렵답니다,,
핫팩은 뜨거운 주머니란 뜻으로, 열기를 발산하는 손난로예요. 작동 원리에 따라 충전식, 철 산화식, 목탄식, 액체식 등 종류가 다양하죠. 여러분이 주로 들고 다니는 흔들어 쓰는 손난로는 철 산화식입니다. 부직포 주머니에 철가루가 들어있는 형태로 밀봉된 핫팩을 뜯으면 열을 내요.
핫팩의 기본 원리는 철의 산화·환원 반응입니다. 핫팩의 부직포 주머니에는 철 가루, 활성탄, 소금이 들어 있습니다. 철 가루는 공기 중 산소와 접촉하면 산화 반응을 일으켜 열을 발산합니다. 일상에서 비슷한 현상을 볼 수 있죠. 쇠에 녹이 스는 건데요. 다만 녹이 스는 것은 오랜 시간 천천히 일어나기 때문에 뜨거운 걸 느낄 순 없었겠죠. 여러분이 사용하는 철 산화식 핫팩은 철 가루가 단시간에 녹슬도록 만든 겁니다. 오래 만지면 부직포에서 미세한 산화철 입자가 새어 나오기 때문에 손에서 쇠 냄새가 날 거예요. 소금·활성탄은 반응 촉진 물질로 철 가루가 빨리 반응하게 하죠. 부직포 주머니의 미세한 구멍 역시 공기가 들어가 빠른 반응을 돕습니다.
핫팩을 흔들면 공기가 철에 더 많이 접촉하며 산화·환원 반응이 많아지니 금세 뜨거워지죠. 사용 가능 시간은 줄어듭니다.
