핫팩, 주머니 난로의 원리는 뭔가요?
핫팩, 주머니 난로는 똑딱 하면 오랜시간 동안 따뜻해지는데요.
어떻게 뜨겁기까지 따뜻해질 수 있으며,
또 꽤 오랜 시간동안 따뜻함을 유지할 수 있는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
핫팩 안에 들어 있는 철은 공기와 접촉하면 점차 산화되기 시작하는데, 이 과정에서 1g당 1.69kcal의 열이 발생한다고 합니다.
핫팩 안에 있는 철가루로 따뜻해질 수 있습니다.
철은 공기와 접촉하게 되면 산화하기 시작하는데, 이것이 발열 반응입니다.
이때 발생하는 열이 1g당 약 1.7kcal 의 열을 발생시킨다고 합니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
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.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
똑딱이 난로는 아세트산 나트륨 용액에 작은 충격을 가하여 응고시켜서 열을 방출하는 방식을 사용합니다.
아세트산 나트륨은 충격에 민감하여 작은 충격에도 반응하여 고체로 변합니다.
고체로 변한다는 것은 주변에 열을 방출한다는 의미이므로 난로로 사용 가능합니다.
안녕하세요. 진정현 과학전문가입니다.
일회용 핫팩은 부직포 주머니에 가루가 들어 있는 형태가 일반적이며 꺼내어 흔들거나 주무르면 열이 발생하기 시작하고, 3~4시간 정도 열이 지속됩니다.
핫팩 안에 들어 있는 철은 공기와 접촉하면 점차 산화되기 시작하는데, 이 과정에서 1g당 1.69kcal의 열이 발생합니다. 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 것입니다.
특히 핫팩에 들어 있는 가루들은 아주 곱고 미세한데, 핫팩을 흔들면 주머니 밖 외부 공기와 만나면서 빠른 속도로 철가루가 산화될 수 있기 때문입니다.
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 합니다.
안녕하세요. 이중건 과학전문가입니다.
핫팩에는 철로 된 물질이 담겨있으며 해당 물질이 산소와 만나 반응하게 되면 발열과정이 일어난답니다.
그래서 흔들어 줘야 유지되는 거랍니다!
지속시간은 핫팩의 물질의 양에 따라 달라지구요
