휴대용 핫팩 원리가 어떻게 되나요?

Question

날씨가 많이 추울땐 손에 하나씩 핫팩을 들고 주머니에 넣으면 따뜻한데요..핫팩은 어떤원리로 따뜻 해지는건가요? 핫팩 안에 내용물이 어떤것이지도 궁금합니다.

호탕한개미핥기272 · Accepted Answer

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.흔드는 핫팩은 철가루로 제작을 합니다. 철가루는 산소와 반응을 잘하며 철가루가 산소와 반응하는 산화반응이 일어날 때 열이 발생하죠. 철의 산화반응을 이용해 핫팩을 따뜻하게 만들 수 있습니다.똑딱하는 액상 핫팩에는 아세트산나트륨 과포화 용액이 들어있습니다. 이 액체형 핫팩에는 아세트산나트륨이 너무 많이 녹아 있어 불안정한 상태이고 작은 충격에도 쉽게 과포화 상태가 깨지게 됩니다. 그래서 똑딱 해주게 되면 과포화 상태가 깨져 이 용액에 굳어지며 고체가 됩니다. 대부분의 물질은 액체 상태에서 고체 상태가 될 때 열을 방출합니다. 그래서 액상 핫팩은 고체가 되며 열을 내뿜어 따뜻하게 되는것이죠.

오잉eeeee · Answer

안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.핫팩의 발열 원리는 핫팩 내부의 미세한 철가루들이 산소와 만나 산화철이 되면서 발생하는 열을 이용하는 원리입니다. 핫팩의 주성분은 철가루, 활성탄, 소금, 수분 등으로 구성되어 있습니다. 핫팩의 겉 포장지를 뜯어 주무르거나 흔들면서 안에 있는 철가루와 산소의 접촉 유도하여 빠른 산화반응을 일으켜 핫팩은 30~60도의 온도를 가지게 되는 것이죠.우리 주변에 있는 못 등의 철 제품이 녹이 스는 것도 모두 산화반응입니다. 이들도 열이 발생하지만 그 과정이 오래 기간에 걸쳐 일어나기 때문에 일상 생활에서 산화반응에 의한 발열반응을 알아차리기 쉽지 않은 것 뿐입니다.핫팩에는 미세한 철가루를 사용하는데 이는 산소와 접촉할 표면적을 넓게하여 공기와의 접촉을 쉽게, 더 많이 하도록 유도하기 위함입니다. 같이 포함되어 있는 활성탄과 소금의 역할 역시 산화반응을 빠르게 유도하기 위함입니다.

호탕한날다람쥐263 · Answer

안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.일회용 핫팩은 부직포 주머니에 가루가 들어 있는 형태가 일반적이다. 핫팩은 꺼내어 흔들거나 주무르면 열이 발생하기 시작하고, 3~4시간 정도 열이 지속된다. 핫팩은 제품에 따라 40도에서 60도까지 열을 발생시키기 때문에 겨울이 시작되면 핫팩을 미리 챙겨 두는 사람들이 있을 정도로 겨울 필수품으로 자리 잡은 지 오래다. 그렇다면 핫팩은 어떤 원리로 따뜻한 열을 발생시키는 것일까? 답은 바로 핫팩 안에 있는 철가루에 있다.핫팩 안에 들어 있는 철은 공기와 접촉하면 점차 산화되기 시작하는데, 이 과정에서 1g당 1.69kcal의 열이 발생한다고 한다. 일반적인 철의 산화는 아주 천천히 진행되기 때문에 열이 발생하는 것을 느끼기 어렵지만, 손난로 안에 들어 있는 철은 가루 형태로 조금만 흔들어주어도 빨리 산화되고 그 과정에서 온도가 급격히 높아지게 되는 것이다.특히 핫팩에 들어 있는 가루들은 아주 곱고 미세한데, 핫팩을 흔들면 주머니 밖 외부 공기와 만나면서 빠른 속도로 철가루가 산화될 수 있기 때문이다. 또한 핫팩에는 탄소가루와 소금, 물 등이 포함되어 있는데, 이러한 물질들은 산화가 빨리 이루어지도록 돕는 촉매 역할을 해 손난로가 더욱 더 빠르게 열을 낼 수 있도록 도와준다고 한다. 이렇게 미세한 철들이 들어간 핫팩은 사용 전에 공기가 잘 투과되지 않도록 포장해서, 제품을 운반하거나 보관할 때 산화 반응이 일어나지 않도록 한다.

탈퇴한 사용자 · Answer

안녕하세요. 과학전문가입니다.부직포 주머니 안에 철가루와 촉매재가 섞여있는데, 공기와 만나면 급속하게 산화되면서 열을 발산하는 원리입니다. 주 성분은 쇳가루이며 촉매제는 소금과 수분, 탄소가루로 이루어져 있습니다. 철과 산소가 만나면 에너지가 낮은 산화철이 되면서  1g 당 1.69Kcal 의 열을 발생시킵니다.

위대한거북이239 · Answer

핫팩 안에 들어 있는 철가루로 따뜻해질 수 있습니다.철은 공기와 접촉하게 되면 산화하기 시작하는데, 이것이 발열 반응입니다.이때 발생하는 열이 1g당 약 1.7Kcal의 열을 발생시킨다고 합니다.

화학

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휴대용 핫팩 원리가 어떻게 되나요?