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추운 겨울~ 직접 내 손을 데울 수 있는 손난로 만들기!
안녕하세요. 어린이과학동아 동아사이언스 기자단 어린이 기자 이송훈입니다. 어느새 12월 중순! 첫눈까지 내렸다지요! 그런데 밖에 나갔더니, 으으으! 추워! 눈이 내려서 좋았던 기분은 금세 사라지고 온몸이 춥습니다. 그럴 때 생각나는 따뜻한 게 핫초코도 있고, 따뜻한 우유, 목도리도 있지만, 바로 손난로지요! 오늘은 우리가 쉽게 만들고 데울 수 있는 손난로를 만드는 방법을 알아보도록 하겠습니다!
출처: http://blog.daum.net/_blog/BlogTypeView.do?blogid=0CGhC&articleno=12257330
바로 이렇게 생긴 손난로입니다! 안에 있는 똑딱 단추를 꺾으면 뜨거워지는 거요!
1. 준비물
실험에 가장 기초가 되는 준비물들입니다! 우선 핫팩의 주 재료가 되는 아세트산나트륨!
1-1. 아세트산나트륨
출처: http://www.sciencelove.co.kr/shop/shopdetail.html?branduid=341879&search=&page=
아세트산나트륨은 구글에 치면 옆 설명란에 4번째 문장에서 나오듯이 손난로 만드는데 널리 알려진 물질입니다. 화학적 원소 기호는 C2H3NaO2입니다. 탄소 원자 2개, 수소 원자 3개, 나트륨 원자 1개, 그리고 산소 원자 2개로 이루어져 있습니다. 인체에 유해한 점은 특별히 없으나 그렇다고 먹거나 그러진 맙시다! 보통 학교 과학실이나 과학적 물건들을 구매하는 곳에서 찾아볼 수 있습니다.
그 다음은 바로~ 물, 비커(없다면 컵 등으로! 하지만 하고 난 후에 깨끗이 씼읍시다), 스포이트(없다면 수저 등으로), 지퍼백 등 밀봉이 가능한 비닐 봉지, 똑딱 단추, 그리고 가열할 수 있는 곳, 전자레인지 등을 준비합니다!
2. 실험 순서
자, 이제 실험을 시작합시다!
2-1. 우선 지퍼백에 아세트산나트륨 100g을 넣습니다. 만약 100g을 넣지 않는다면 2-2도 바뀔 수 있으니 주의하세요!
2-2. 아세트산나트륨을 100g만 넣었을 때의 경우입니다. 물 12ml, 즉 12g을 넣으세요. 그 다음에는 똑딱 단추를 그 속에 넣고, 그 무엇도 새어나가거나 새어들어가지 못하도록 지퍼백 입구를 꼭 막습니다!
2-3. 그 다음엔 그릇이나 비커 등에 담고, 전자레인지에서 아세트산나트륨이 녹을 때까지 계속 돌리면 됩니다.
2-4. 전자레인지에서 아세트산나트륨이 물에 다 녹아 물렁물렁하고 투명한 색이 될 때, 전자레인지에서 꺼내 주십시오.
2-5 주의사항! 만약 혼자 이 실험을 진행하고 있다면 꼭 어른과 함께하세요! 화상을 입을 위험이 있습니다!
2-6 전자레인지에서 꺼낸 지퍼백 속에 들어있는 똑딱 단추를 꺾어 주시면 물렁물렁했던 아세트산나트륨 용액이 굳기 시작할 것입니다! 그러면 곧 따뜻해질 테니 사용하시면 됩니다!
3. 과학적 원리
과학적 원리입니다. 우선 가장 큰 궁금증은, '방금 전까지만 해도 액체였던 아세트산나트륨 용액이 어떻게 똑딱 단추 하나를 꺾는 것만으로 고체가 되었나'일텐데요, 그 이유는 바로 지퍼백 속에 들어있었던 아세트산나트륨 용액이 '과포화 용액'이었기 때문이죠.
물질을 다른 물질에 녹일 때, 녹는 물질을 용질, 녹이는 물질을 용해 용매, 물질이 녹아 녹인 물질과 결합된 혼합물을 용액이라 부릅니다. 자, 그러면 과포화 용액은 무엇일까요? 용액의 형태는 불포화, 포화, 과포화가 있습니다. 불포화 용액은 용질이 용매가 녹일 수 있는 양보다 더 적게 녹아 용질을 더 녹일 수 있는 상태의 용액을 말합니다. 포화 용액은 용질이 용매가 녹일 수 있는 양만큼 녹아 있어서 용질을 더 녹일 수 없는 상태의 용액을 말합니다. 과포화 용액은 포화 용액에서 용질을 더 넣어서 일정 양의 용질이 녹지 않은 상태로 남게 하는 형태의 용액입니다.
용액이 과포화 상태일 때는 외부에서 충격을 주면 형태를 바꾸기 일쑤입니다. 특히 아세트산나트륨은 더 형태를 잘 바꿉니다. 그래서 아세트산나트륨에게 주는 충격이 바로 '똑딱 단추 꺾기'입니다. 똑딱 단추를 꺾으면 아세트산나트륨 용액이 고체가 되고, 고체가 되면서 발산하는 열로 우리 몸을 데우며 우리가 손난로로 사용하는 것입니다.
4. 마무리
오늘은 겨울을 맞아서 우리 몸을 따뜻하게 데워주는 손난로를 쉽게 만드는 방법을 알아봤습니다. 추운 겨울에 손난로 하나쯤은 꼭 있어야겠죠. 다른 친구들은 문방구나 마트에서 산 손난로로 손을 데울 때, 여러분은 직접 만든 손난로로 손을 데우는 것입니다. 과학 시간에 혹시라도 할 게 없는 수업시간이 생기면, "자유시간이다!"하고 핸드폰이나 컴퓨터를 붙잡지 말고, 선생님께 우리가 직접 손난로를 만들어 보자고 제안하는 건 어떤가요?
출처: 네이버 블로그: 말코의 사랑 블로그
글쓰기 평가어린이과학동아 기자2016.12.16
손난로를 어린이 독자 친구들도 직접 만들 수 있다니 신기해요. 손난로는 더 복잡한 물질일 거라고 막연하게 생각했어요.
만드는 방법을 이해하기 쉽도록 차근차근 잘 서술했어요. 화상을 입을 수 있다는 등 주의사항도 잘 짚어주었습니다. 과학적인 원리를 알기 쉽게 설명하려고 노력한 점이 돋보여요. 용액, 용매, 용질 등 과학 용어의 정의를 이야기해 주고 시작한 점이 특히 좋아요. 용해에 대해 잘 몰랐던 독자 친구들도 새로운 사실을 많이 배우게 될 거예요.
일수입니다 → 일쑤입니다, 무었일까요 → 무엇일까요 등 맞춤법이나 띄어쓰기를 바로잡은 부분은 줄을 그어 표시했어요.
설마 멀쩡한 핫팩을 사서 자르는건 아니죠???
마지막으로