핫팩의 원리가 무언인지 알려주세요!
겨울철이라 핫팩을 매일매일 사용하는데 그 원리가 무엇인지 궁금합니다. 어떻게 열이 발생하는 지 알려주시면 감사하겠습니다!!
안녕하세요.
핫팩의 원리는 화학적 반응을 통해 열을 발생시키는 것으로, 가장 일반적인 두 가지 유형의 핫팩은 철 분말을 사용한 일회용 핫팩과 소금 용액을 사용한 재사용 가능한 핫팩 입니다.
철 분말을 사용한 일회용 핫팩의 경우 주로 철 분말, 물, 소금, 활성탄, 베르미큘라이트(절연 및 수분 흡수를 위함)로 구성됩니다. 핫팩을 흔들거나 포장을 뜯으면 공기가 내부로 들어가 철 분말이 산소와 반응하기 시작합니다. 이 과정은 산화 철이라는 화학 반응을 통해 일어나며, 이 반응식은 다음과 같습니다 :
4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃
이 산화 반응은 발열 반응으로, 많은 양의 열을 방출합니다. 소금은 이 반응의 촉매 역할을 하여 반응 속도를 높이며, 활성탄은 열을 고르게 분산시켜 줍니다. 베르미큘라이트는 열을 보존하고 느리게 방출하도록 도와줍니다.
이 유형의 핫팩은 주로 초과포화 상태의 아세트산 나트륨 용액을 포함하고 있습니다. 사용자가 금속 디스크를 클릭하면 소금의 결정화가 시작되고, 이 과정은 발열 반응을 동반합니다. 이 반응은 물리적 변화에 의한 것으로, 용액이 고체 상태로 변하면서 잠재열을 방출합니다. 이 열은 핫팩을 따뜻하게 만들어 줍니다.
두 유형의 핫팩 모두 열역학의 원리를 이용하여 작동합니다. 일회용 핫팩은 화학 반응을 통해 열을 발생시키고, 재사용 가능한 핫팩은 물리적 상태 변화를 통해 열을 방출합니다.안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
핫팩은 철의 산화 반응을 이용해 열을 발생시킵니다. 핫팩 안에 포함된 철가루가 공기 중의 산소와 결합하여 산화철(녹)로 변하는 과정에서 열이 방출됩니다.
핫팩에는 염화나트륨(소금)과 활성탄이 포함되어 있어 산화 반응을 촉진하고, 톱밥과 질석은 단열재 역할을 하여 열이 오래 유지되도록 돕습니다.