물이 든 아이스팩이 오랫동안 녹지 않고 냉기를 유지하는 이유가 고흡수성 수지가 물을 머금어 열용량을 높이는 특성이 있기 때문인데요. 그 원리를 설명해 주세요.

Question

물이 든 아이스팩이 오랫동안 녹지 않고 냉기를 유지하는 이유가 고흡수성 수지가 물을 머금어 열용량을 높이는 특성이 있기 때문인데요. 그 원리를 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

아이스팩이 냉기를 오래 유지하는 원리는 고흡수성 수지가 물의 열용량을 직접 높여서라기보다, 물 자체가 가진 높은 열용량과 융해열을 겔 상태로 가두어 열 대류 현상을 억제하기 때문입니다. 얼음이 물로 녹는 상태 변화 시 흡수하는 융해열이 대단히 커서, 외부 열을 대량으로 흡수하면서도 오랜 시간 저온 상태를 유지합니다.

일반 얼음은 녹기 시작하면 표면에 액체 물이 고여 자유롭게 흐르는데, 이 과정에서 열 대류가 발생해 내부 깊숙한 곳까지 따뜻한 열이 빠르게 전달되며 금방 녹아버리지만 고흡수성 수지는 3차원 그물망 형태의 고분자 구조로 자신 무게의 수백 배에 달하는 물을 당겨 붙잡아 물이 수지 그물에 갇혀 겔 형태로 바뀌면 물 분자의 자유로운 이동이 억제되어 열전달 방식이 대류에서 속도가 매우 느린 전도로 제한되어 외부 열이 팩 내부로 침투하는 속도가 극도로 느려집니다. 녹은 후에도 형태를 잃고 바닥으로 쏟아지지 않아, 보냉 대상과 접촉하는 면적을 밀착된 상태로 지속 유지합니다.