휴대용 핫팩 손난로의 원리는 무었인가요?

Question

겨울에 많이들 사용하는 핫팩은 포장지 뜯고 비벼주면 자연스레 점점 뜨거워 지는데 이렇게 되는 원리는 무었일까요?

매번 사용하면서 궁금하네요

Answer 1

핫팩은 철이 산화할때 발생되는 산화 반응열을 이용한 것입니다.

핫팩안에는 철가루,활성탄,소금,수분등이 함유되어 있어, 흔들거나 비비게 되면 서로 섞이면서 철가루가 산화되기 시작 합니다.

이렇게 계속 열을 내다가 철가루가 모두 산화 되면 다시 열이 나지 않습니다.

Answer 2

안녕하세요. 진정현 과학전문가입니다.

액체형 손난로는 아세트산나트륨 성분이 존재하는데 융해율이 커서 보온재료로 많이 사용합니다.

융해열은 고체 상태의 물질을 같은 온도의 액체로 바꾸는 열 에너지를 뜻하며

아세트산 나트륨 액체는 불안정하기 때문에 약간의 자극에도 고체로 굳어지게 됩니다. 이때 고체로 변하면서 큰 열에너지 방출됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 과학전문가입니다.

손난로 안에는 철성분이 들어있습니다.

이 손난로를 흔들게 되면 산소와 철이 만나면서 산화되는데요. 이때 열 또한 발생이 됩니다.

따라서 산화되면서 열이 발생하는 원리를 이용한 것입니다.

Answer 4

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

가루형 손난로의경우 안에 철가루가 들어있는데, 철가루가 공기와만나 산화되면서 열을 방출하게됩니다.

감사합니다.

Answer 5

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.

Answer 6

핫팩 안에 있는 철가루로 따뜻해질 수 있습니다.

철가루는 공기의 산소와 접촉하게 되면 산화하기 시작하는데, 이것이 발열 반응입니다.

이때 발생하는 열이 1g당 약 1.7kcal 의 열을 발생시킨다고 합니다.

Answer 7

안녕하세요. 송종민 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.

손난로의 원리를 칠판에 분필로 쓴 듯한 일러스트로 철(Fe)과 산소(O)가 산화반응이 나타나면 (이때 촉매제인 소금+활성탄이 들어간다.) 산화철(FeO)과 함께 발열이 되는 프로세스를 설명했다.

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.