핫팩은 어째서 흔들어야 따뜻해지는 건가요?

Question

핫팩의 재료를 잘 모르겠는데요. 핫팩이 포장지를 뜯기 전엔 흔들려도 안뜨거우지던데요. 어째서 포장지를 뜯은 뒤에 흔들면 따뜻해지는 건가요?? 핫팩이 흔들면 뜨거워지는게 어떤 과학원리가 숨어있는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 핫팩은 내부에 담긴 철(Fe)의 산화 반응으로 열을 발생시키는데, 이 화학 반응을 촉진시키는 것이 흔들기입니다. 핫팩 내부에 담긴 성분이 뜨거운 열을 발생시키기 위해 반응할 때, 화학 반응에 참여하는 물질들은 서로 교환하며 결합을 형성합니다. 그런데 이러한 화학 반응은 일정한 열에 의해 촉진됩니다.

따라서 핫팩을 뜨겁게 만들기 위해서는 내부의 화학 반응을 촉진시켜 열을 발생시켜야 하는데, 이를 위해서 핫팩을 흔들게 되면 내부의 성분들이 교환되어 화학 반응이 빠르게 일어나면서 뜨거워지게 됩니다.

반대로, 핫팩이 뜨겁게 된 이후에는 반응이 끝나기 때문에 흔들어도 열이 발생하지 않습니다. 이러한 원리는 핫팩뿐만 아니라, 촛불이나 발열제 등 다른 화학 반응을 이용한 제품에서도 동일하게 적용됩니다.

Answer 2

핫팩은 내부에 철분, 숯, 염화칼슘 등의 물질이 들어있습니다. 이 물질들이 공기 중의 산소와 반응하여 발열이 일어납니다. 하지만 핫팩 안에 있는 물질들은 일정한 온도에서는 반응하지 않습니다. 이를 활성화시키기 위해서 핫팩을 흔들어야 하는데, 이는 물질들을 잘 섞어주고 반응이 일어나도록 하는 역할을 합니다. 따라서 포장지를 뜯기 전에는 흔들어도 발열이 일어나지 않는 것입니다. 핫팩의 발열 원리는 화학반응에 기반하고 있으며, 흔들면서 물질들을 섞어서 화학반응이 일어나게 하는 것입니다.

Answer 3

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

핫팩의 원리는 화학 반응을 이용한 것입니다. 보통 핫팩 안에는 철분, 술폰산 나트륨 등의 화학 물질이 들어있습니다. 이러한 물질들이 공기와 접촉하면서 산화되는 화학 반응이 일어나면서 발열되어 핫팩이 따뜻해지게 됩니다.

하지만 왜 포장지를 뜯고 흔들면 뜨거워지는지에 대한 이유는, 포장지 안의 철분 입자들이 제대로 섞이지 않아서 발열 반응이 부분적으로 일어나기 때문입니다. 포장지를 뜯고 흔들면 안의 화학 물질이 더 잘 섞이면서, 발열 반응이 전체적으로 일어나게 되어 핫팩이 뜨거워지는 것입니다.

따라서 핫팩은 발열 반응이 일어나는 화학 물질을 이용하여 따뜻해지는데, 이 과정은 화학 반응을 통해 발생하는 열에 의해 일어나기 때문에, 발열 반응이 일어나는데 시간이 걸리고, 발열 반응이 일어나지 않도록 밀봉상태에서 보관됩니다.