핫팩이 따뜻해지는 원리가 무엇일까요?
추운겨울에 주머니속에
하나씩 넣고 주무르고 있으면
손이 따뜻해지면서 온몸이
녹는 기분이 드는 핫팩은
어떤 원리로 따뜻함을 오래
유지할까요?
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.
핫팩의 주요 성분은 철분입니다.
그 외에 활성탄, 소금, 수분으로 구성되어 있습니다.
주요 성분인 철이 산소와 만나면 산화가 일어나게되며
이때 발생하는 열이 핫팩을 따뜻하게 데워주는 역할을 하게 되는것입니다.
우리가 흔히 사용하는 핫팩은 부직포로 만들어진 주머니 안쪽에 철 가루가 넣어 밀봉된 상태인데요.
부직포 틈 사이로 외부 공기가 침투하면서 산화 작용으로 열이 발생하게 되는 원리입니다.
안녕하세요. 강남선 과학전문가입니다.
시중에 판매되고 있는 핫팩 종류
- 흔드는 가루형 핫팩
- 똑딱이 핫팩
핫팩이 뜨거워지는 원리
1) 흔드는 가루형 핫팩
- 철가루, 소금, 질석, 활성탄, 물, 톱밥 등이 들어 있음
- 공기중에 노출되면 철이 산화되고, 빠른 화학반응을 통해 온도가 급속도로 올라가고, 따뜻함을 유지할 수 있게 첨가물이 첨가되어 있습니다.
- 단 시간이 지나면 재사용할 수 없습니다.
2) 똑딱이 핫팩
- 아세트산나트륨이 겔상태로 들어 있음
- 일반적으로 녹을수 있는 양보다 더 많은 아세트산나트륨이 포함되어있어 과포화 용액이라 부르고, 과포화 용액은 상태가 안정적이지 않기 때문에 쉽게 깨질수 있음
- 손난로 안에 들어있는 은색 심을 손으로 꺽으면, 그 에너지가 불안정한 상태에 있었던 아세트산나트퓸에게 전해지고 에너지를 불안정한 아세트산나트퓸의 과포화 상태가 깨짐
- 이때 액체는 고체화되면서 에너지를 방출하고 그로 인해 난로가 따뜻해짐
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.
위의 반응을 높이도록 촉매가 들어있는데, 촉매인 탄화수소나 염분이 철가루와 산소의 반응성을 높여줍니다.
안녕하세요. 잠자는새리 과학전문가입니다.
녹이 생기는 원리라보시면 됩니다. 녹은 스스히생기지만
촉매제를 넣어 산화속도를 빠르게하여 발열온도를 높게 만드는겁니다
철의 발열반응을 이용한겁니다