손난로를 비닐팩에 넣으면 재사용이 가능하던데 어떤원리일까요?
흔들어 사용하는 손난로를 첫 사용직후 비닐팩에 넣어 밀봉하면 다음에 꺼내서 흔들면 또 한번정도 사용이 가능하던데 어떤원리일까요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.
먼저 가루형 손나로의 원리는 아래와 같습니다. 안에는 철가루, 소량의 물, 소금, 활성탄1), 질석, 톱밥이 들어 있다. 철은 공기 중에서 산소와 결합하여 산화철이 되어 녹이 슨다. 2) 산화되기 전 반응물보다 산화된 후 생성물의 전체 에너지가 낮아 안정해지므로 이 반응은 자발적으로 일어나며 열이 방출3)된다. 즉 철은 가만히 놓아두면 자연히 녹이 슨다는 말이다. 이 반응은 보통 매우 천천히 일어나서 철이 녹슬 때 열이 생기는 것을 느끼기는 어렵습니다.
그러나 손난로 안에는 적당한 크기의 고운 철가루가 들어 있어서 철이 매우 빨리 산화되고 몇 분 내에 온도가 30℃~60℃까지 올라간다. 덩어리보다 가루가 물에 빨리 녹듯이 물질의 표면적이 클수록 화학 반응의 속도가 빠르기 때문에 철가루를 사용하는 것입니다.소금과 활성탄도 반응이 빨리 일어나는 것을 도와준다. 또한 물과 산소가 없으면 철의 산화는 일어나지 않으므로 소량의 물이 필요하고 손난로의 봉지를 뜯어 산소와 접촉할 때야 비로소 산화가 시작된다. 질석과 톱밥은 충전재, 단열재의 역할을 한다. 철이 다 산화되면 반응이 멈추고 손난로는 다시 사용할 수 없습니다.
질문자께서 말한 비닐팩에 넣어두었다가 재사용하는것은, 철가루들이 다 산화되기전 비닐팩에 넣어 산소공급을 막음으로 산화를 지연시키는 형태입니다. 즉 재활용이라기보다는 산화를 지연시킨다는 의미가 더 적합하겠습니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 손난로의 원리는 내부에 있는 철가루가 산화하면서 발생하는 열을 이용하는건데요. 비닐팩에 넣게되면 산소가 차단되어 철가루의 산화가 중지되므로 좀 더 오래 사용할수 있는겁니다.
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