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핫팩과 발열팩의 원리
핫팩과 발열팩의 원리
  • 김경선 부장
  • 승인 2019.01.24 07:00
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핫팩은 산화열, 발열팩은 중화열 발생

전기도 없고, 물을 데울 버너도 없다. 이럴 때 손쉽게 꽁꽁 언 손과 발을 녹여줄 아이템이 핫팩이다. 특별한 작동법이나 동력이 없어도 몇 번 흔드는 것만으로도 금세 훈훈한 열기가 느껴지는 신박한 아이템이다.

핫팩은 철을 녹슬게 만들어 열기를 발생시키는 원리로 작동한다. 여기서 궁금증. 녹이란 금속이 공기와 만나 오랜 시간 동안 산화하는 현상이 아닌가. 도대체 핫팩은 어찌 그리 금세 녹이 스는가.

녹이 슨다는 것은 철이 산화하는 현상이다. 화학적으로 말하면 철이 산소와 결합해 산화철이 되는 과정이다. 연소는 가장 빠른 산화 현상이다. 불이 나면 열과 빛이 발생한다. 녹이 슬 때도 마찬가지. 다만 워낙 느린 속도 탓에 우리가 느끼지 못할 뿐이다. 핫팩은 이런 원리를 채용해 철이 산화되며 열을 발생시킨다.

핫팩의 기본 재료는 철분, 활성탄, 염류, 물이다. 기본적으로 철분과 물이 만나 녹이 스는데, 여기에 염류가 더해져 녹이 스는 것을 촉진시킨다. 바닷물에 노출된 금속이 훨씬 빨리 녹스는 것과 같은 이치다. 활성탄은 산소를 더 많이 공급하는 역할이다. 우리가 상식적으로 알 듯 산소는 연소를 가속화시킨다. 핫팩에서 활성탄은 녹이 스는 것을 촉진하는 촉매제 역할을 한다.

발열팩은 핫팩 보다 더 강력하다. 제품에 따라 라면을 끓일 수도 있을 만큼 폭발적으로 열이 발생한다. 핫팩이 산화철 현상으로 열이 발생한다면, 발열팩은 산화칼슘과 물이 반응하면서 발생하는 중화열이 핵심이다. 산화칼슘이란 칼슘이 산화된 물질로 생석회 혹은 백회라고도 부른다. 산화칼슘이 물과 반응하면 수산화칼슘이 되는데 이 과정에서 산성 물질이 염기성으로 바뀌며 중화된다. 발열팩은 산화칼슘이 물에 녹으면서 발생하는 용해열과 중화과정에서 발생하는 중화열로 인해 순간적으로 강력한 열을 발생시킨다. 이 열로 밥을 하거나 라면을 끓일 수도 있다. 다만 순간적으로 발생하는 열이 무척 세기 때문에 산화칼슘을 보관할 때는 수분과의 접촉을 철저하게 차단해야 한다.


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