핫팩은 어떻게 따뜻해질까? 손난로와 핫팩 원리 (똑딱이와 흔드는 핫팩)

추운 겨울이 되면 주머니에 한 개씩은 가지고 다니는 것이 있습니다. 우리는 이 것을 핫팩 또는 손난로라고 부릅니다. 멋을 내고 싶어서 춥지만 얇은 옷을 입어야 할 때면 정말 필수라고 생각하는 것 또한 바로 이 핫팩입니다. 어릴 때부터 핫팩의 작동원리에 대해서 궁금해했지만 직접 찾아볼 생각은 하지 않았었는데요.

 

어릴 때는 주로 은색 심 같은 것을 한번 꺾어주면 따뜻해지는 똑딱이 손난로를 잘 사용했습니다. 똑딱이 손난로를 갖고 다니는 게 자랑 거리였었는데, 지금 생각하면 참 웃기고 귀여운 생각이었던 것 같습니다.

 

다시 주제에 대한 이야기로 돌아가면, 우리가 일상생활에서 사용하는 핫팩은 다음과 같이 두 가지로 나눌 수 있습니다.

1) 흔드는 핫팩
2) 똑딱이 핫팩

요즘에는 사람들이 똑딱이 핫팩보다는 흔드는 핫팩을 더 많이 사용합니다. 똑딱이 핫팩이 재사용이 가능한 반면 흔드는 핫팩은 한 번 쓰고 버릴 수 있어서, 간편함 때문에 많이들 이용하는 것 같습니다. 두 가지의 핫팩이 따뜻해지는 원리는 각자 다른데요. 흔드는 핫팩과 똑딱이 핫팩 속에 있는 내용물을 들여다보면 그 원리를 알 수 있습니다.

 

핫팩이 뜨거워지는 원리

1) 흔드는 가루형 핫팩

흔드는 핫팩 안에는 가루 같은 것이 들어있습니다. 잘못해서 핫팩이 찢어진 경험이 있으시다면, 까만 가루가 손난로 안에 들어있다는 것을 눈치채셨을 겁니다. 이 까만 가루에는 철가루, 소금, 질석, 활성탄, 물, 톱밥이 들어있습니다. 철은 공기에 노출되면 산화하는데, 가루형 핫팩은 바로 이 산화의 원리를 이용해 손을 따뜻하게 해주는 것입니다.

 

쉽게 말하면, 철로 된 문이나 자물쇠 등이 산소에 오랫동안 노출되면 녹이 슬게 되는 것과 같습니다. 보통 산화가 급속도로 나타날 정도로 빠르지는 않습니다. 하지만 핫팩의 철가루는 철을 곱게 갈아 가루로 만들어놓은 것이기 때문에 흔들면 공기에 노출이 더 빨라지게 됩니다.

 

결과적으로 공기에 노출된 철가루는 빠른 화학반응을 보여주기 때문에, 온도가 급속도로 올라갈 수 있는 것입니다. 빠르게 뜨거워진 핫팩이 오랫동안 따뜻함을 유지할 수 있는 이유는 첨가물을 넣었기 때문이라고 볼 수 있습니다.

 

핫팩이 산화되는 것을 막기 위한 방법으로 핫팩은 항상 포장지로 포장되어 있습니다. 이 때문에 포장지를 열게 되면 바로 산화가 시작되고 시간이 지나면 재사용할 수 없게 됩니다. 따라서 포장지에 구멍이 나지 않도록 잘 보관해 두시는 것이 좋습니다.

 

2) 똑딱이 핫팩 (손난로)

똑딱이 핫팩에 들어있는 액체는 아세트산나트륨으로 겔상태로 되어있습니다. 이 용액은 일반적으로 녹을 수 있는 양보다 더 많은 아세트산나트륨이 포함되어있어 과포화 용액이라고 부릅니다. 이렇게 과포화된 용액은 상태가 안정적이지 않기 때문에 쉽게 그 상태가 깨질 수 있습니다.

 

손난로 안에 들어있는 은색 심을 손으로 꺾으면, 그 에너지가 불안정한 상태에 있었던 아세트산나트륨에게 전해집니다. 그렇게 에너지를 전달받은 불안정한 아세트산나트륨의 과포화 상태는 깨집니다. 이때 액체는 고체화되면서 에너지를 방출하고 그로 인해 난로가 따뜻해지는 것입니다.

 

이렇게 핫팩의 원리에 대해서 알아보았는데요. 추워지는 겨울에는 핫팩이 필수입니다. 핫팩의 원리를 알게 되면 핫팩을 보관하는 방법과 다루는 법을 알게 되니 난로가 산화되지 않도록 주의하면서 잘 보존할 수 있을 것 같습니다. 추운 겨울이 다가오지만 마음만은 따뜻하게 보내시길 바라며, 이만 글 마치도록 하겠습니다.