고농도 알코올 성분의 손 소독제를 손바닥에 문질러 바르면 액체가 증발하면서 손이 매우 시원하게 느껴지는 과학적 원리는 무엇인가요?

Question

고농도 알코올 성분의 손 소독제를 손바닥에 문질러 바르면 액체가 증발하면서 손이 매우 시원하게 느껴지는 과학적 원리는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

손 소독제 속 고농도 에탄올이 피부 표면에서 액체에서 기체로 빠르게 상태 변화하면서 손의 열에너지를 빼앗아 가는 기화열 흡수 현상 때문에 시원하게 느껴지는 것입니다. 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.

손 소독제에 포함된 에탄올은 물 분자에 비해 분자 간 끌어당기는 힘이 약해 에탄올의 끓는점은 물보다 훨씬 낮아, 체온에 닿는 순간 매우 빠른 속도로 증발을 하기 시작합니다. 액체 상태에서 기체로 분자 간 결합을 끊고 변하려면 외부로부터 열에너지를 흡수해야 하는데, 에탄올 분자들은 피부 표면에 닿는 상태로 증발하면서 필요한 에너지를 손바닥 피부의 열에너지로부터 직접 흡수해 갑니다. 이 과정에서 피부 표면 온도가 순간적으로 낮아지게 됩니다. 피부 아래에는 저온 변화를 감지하는 냉감 수용체가 있는데, 에탄올의 빠른 열 흡수로 인해 피부 온도가 낮아지면서 이 수용체가 활성화되면서 뇌로 차갑다라는 신경 신호를 보내고 우리가 차갑게 느껴지는 것입니다.