안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
일회용 냉찜질 팩이 순식간에 차가워지는 원리는 고체 화학 물질이 물에 녹으면서 주변의 열을 흡수하는 흡열 반응이 일어나기 때문입니다.
냉찜질 팩의 구성물질을 보면, 팩 내부에는 물이 들어있는 작은 주머니와 질산암모늄 또는 요소 고체 알갱이가 분리된 상태로 함께 들어 있습니다. 팩을 쥐어짜서 내부의 물 주머니를 터뜨리면 고체 알갱이와 물이 섞이면서 바로 화학적 용해 반응이 시작됩니다.
고체 결정 구조를 깨뜨리고 이온이나 분자로 흩어지는 과정에는 많은 에너지가 필요한데, 질산암모늄이나 요소는 물에 녹을 때 방출하는 에너지보다 결합을 깨는 데 흡수하는 에너지가 훨씬 크기 때문에 물질이 녹으면서 부족한 에너지를 주변으로부터 빠르게 빼앗아 가기 때문에 팩의 온도가 순간적으로 0°C 가까이 급격히 떨어집니다.
이와 비슷한 현상으로 피부에 알코올을 바르면 알코올이 증발하며 열을 빼앗아 시원해지는 것처럼, 순간 냉찜질 팩은 고체가 물에 녹는 용해 현상을 통해 주변의 열을 흡수하여 냉각 효과를 만듭니다.