겨울철 필수템 핫팩! 핫팩의 원리를 알아보자!

유래 없는 한파가 전국을 강타하면서 겨울철 외출 필수품으로 등극한 제품이 있으니 바로 '핫팩'인데요! 핫팩은 흔들기만 하면 오랜 시간 동안 따뜻함을 유지해주고 어디서나 흔하게 구할 수 있기 때문에 남녀노소 누구에게나 사랑 받는 생활 용품이에요. 그런데 여러분들은 혹시 이러한 핫팩의 원리에 대해 생각해보신 적은 없으신가요? 오늘은 아이들에게 들려줄 수 있는 재미있는 과학 이야기로 홧팩의 원리에 대해 짚어보고, 핫팩을 사용할 때 주의사항을 알려드리려 해요. ^^

핫팩 안에는 다량의 철 가루와 소량의 수분, 소금, 활성탄, 톱밥 등이 들어 있어요. 이 중에서 열을 내는 성분은 바로 철 가루인데요! 철은 공기 중에 노출되는 붉은색 녹으로 변하는데 이를 과학적인 용어로 풀어서 설명하면 '산화한다'고 표현해요. 이렇게 철이 산소와 반응해 산화하는 과정에서 열이 발생하게 되는 것이지요. 즉, 핫팩은 공기 중의 산소와 철 가루가 반응할 때 발생하는 열을 이용하는 원리로 만든 것이에요. 때문에 공기가 닿을 수 없게 밀봉된 상태에서는 열이 발생하지 않지만 핫팩의 포장 비닐을 뜯고 살짝 흔들어주면 철 가루와 산소가 접촉하는 면적이 많아지면서 열이 발생하게 되는 것이죠. 또, 핫팩에 포함된 소량의 물과 소금, 활성탄 등은 철의 산화를 더욱 촉진하는 역할을 해 핫팩을 흔들면 몇 분 내로 온도가 30℃~60℃까지 금방 올라가게 돼요. 참고로, 철 가루는 덩어리가 작을 수록 빨리 산화되기 때문에 핫팩에 사용되는 철 가루는 입자가 매운 고운 것만을 사용한다고 해요.

 

 

 
 

한편, 핫팩과 더불어 겔 상태의 투명한 물질로 이루어진 손난로도 있는데 이것의 원리에 대해서도 안내를 해 드릴게요. 이 똑딱이 난로 안에는 투명한 물질과 홈이 파인 금속판이 함께 들어 있어, 금속판에 압력을 주면서 꺾으면 따뜻해진답니다. 이 겔 상태의 물질은 아세트산나트륨으로 이루어져 있는데, 아세트산나트륨은 작은 충격에도 딱딱하게 굳어 고체로 변화하는 성질을 지니고 있어요. 때문에 금속판을 구부릴 때 발생하는 에너지가 주위로 전달되면서 결정이 만들어지는 것이죠. 그리고 이내, 연쇄적으로 결정화가 일어나면서 아세트산나트륨 용액 전체는 즉시 고체로 바뀌는데요, 이때 열이 방출되는 것이에요. 이러한 똑딱이 손난로는 일회성으로 사용하는 핫팩과 달리 열이 식은 후 봉지를 끓는 물에 넣어 데우면 다시 사용할 수 있답니다. ^^

 

최근 들어 핫팩 등 손난로 사용이 부쩍 늘어나면서 저온화상 환자가 꾸준히 증가하고 있는 추세인데요. 화상은 뜨거운 물이나 열기, 화학약품 등에 일어나는 손상이지만 반드시 고온에서만 나타나는 것은 아니랍니다. 40℃부터 비교적 낮은 온도에서도 화상이 일어날 수 있는데 이러한 경우를 저온화상이라고 불러요.

핫팩은 용량에 따라 다르지만 보통 온도가 45℃에 달하고 8시간 이상 지속돼요. 때문에 장시간 핫팩에 피부를 접촉하면 저온화상을 입을 수도 있는데요, 핫팩으로부터 화상을 예방하기 위해서는 직접 피부에 닿지 않도록 장갑이나 옷을 입고 그 위에 핫팩을 사용하는 편이 좋아요. 또, 장시간 한 부위에 사용하기보다는 여러 부위를 번갈아 가면서 사용하는 것이 좋고, 따뜻한 침구 안에서 사용하거나 전기매트, 온수매트 등과 같은 온열기구와 함께 사용하면 통상 온도보다 더 올라갈 수 있으므로 주의해서 사용해야 해요.

저온화상이 발생하면 먼저 시원한 수돗물로 화상 부위를 식혀준 뒤 열기가 식으면 연고를 발라주세요. 그 뒤 2차 감염을 막기 위해 병원을 찾아 진료를 받으시는 것을 권해 드려요. 저온화상은 특히 자각증상이 거의 없기 때문에 자신의 의지대로 몸을 움직이기 힘든 유아나 환자 분들에게 핫팩을 쥐어줄 때는 특히 더 주의가 필요하다는 점을 기억해 주세요!

이렇게 핫팩의 원리와 핫팩으로 인한 저온화상에 대처하는 방법을 잘 살펴보았는데요! 안전사항을 숙지하고 올바로 핫팩을 사용하시면서 올 겨울, 따뜻하게 보내시길 바랍니다. ^^