깁스, 발열반응으로 점차 굳어져

열(熱)은 생활속에서 우리가 모르게 다양한 분야에 사용됩니다. 열이 발생되는 반응은 주로 요즘과 같은 추운 겨울에 이용하고, 열을 냉각시키는 반응은 반대로 더운 여름에 주로 사용하지요. 이제부터 우리는 생활 속에서 사용되는 열이 발생하거나 냉각되는 예들을 알아보고자 합니다.

먼저 날씨가 추워진 요즘의 예를 들어볼까요. 겨울에 자주 발생하는 사고로 대표적인 것이 얼음판이나 스키를 타다가 미끄러져 생기는 골절사고입니다. 아마 누구나 한번쯤은 골절로 인해 ‘깁스’를 한 경험이 있을 것입니다.

그런데 깁스를 할 때 보면 처음에는 별 반응이 없지만 점점 깁스붕대가 굳어지면서 따뜻해지는 것을 느낄 수가 있지요. 왜 그럴까요? 그것은 깁스가 만들어지는 과정을 살펴보면 알 수 있지요.

깁스는 소석고에 물을 가해 만들어지는데 이 과정에서 열이 발생하게 됩니다. 다시 말해 발열반응이 일어나면서 고체인 석고가 되는 것이지요. 그런데 참 이상한 것은 어떻게 열이 발생하는데 피부에 아무런 영향을 주지 않느냐 하는 점입니다.

열이 발생한다면 열에 약한 피부가 화상을 입을 수도 있기 때문이지요. 하지만 절대로 그런 법은 없습니다. 그것은 깁스를 할 때 살펴보면 답이 나올 수 있지요.

첫 번째는 깁스를 준비하면서 상당한 양의 물을 사용합니다. 여기에서 물은 열을 흡수해 열의 발생을 어느 정도 줄여주는 데 분명 도움이 됩니다.

두 번째는 깁스를 할 때 넓은 면을 사용한다는 점입니다. 아무래도 넓은 표면적은 열의 분산을 도와줘 한 곳으로 열이 모이지 않게 해주지요. 결국 이러한 점들 때문에 깁스를 할 때 발생하는 열에 의한 피해를 없애주는 것입니다.

그렇다면 이번에는 열을 냉각시키는 예를 살펴볼까요. 대표적인 것으로 순간 얼음팩이 있지요. 순간 얼음팩은 여름에도 사용하지만 부상이나 화상을 당했을 때 즉석 냉각을 목적으로 사용됩니다. 순간 얼음팩에는 질산암모늄과 염화암모늄의 두 가지 물질이 물과 함께 들어있지요. 따라서 두 개의 팩에 한 곳에는 두 가지 물질이 다른 한 곳에는 물이 각각 들어 있다가, 가운데를 뜯어 합치면 두 가지 물질이 물과 반응하면서 주변의 열을 흡수하게 되지요. 그렇게 되면 온도가 내려가 차갑게 되는 것입니다.

그렇게 차가워진 순간 얼음팩을 열이 나는 곳에 문지르게 되면 열이 식어 시원함을 느끼게 되는 것입니다.

이처럼 우리는 주변에 존재하는 열을 방출하거나 냉각하는 과정을 통하여 조절할 수 있습니다. 특히 요즘과 같이 추운 겨울에는 열을 발생시키는 과정을 통하여 그 열을 이용할 수 있고, 더운 여름에는 반대로 열을 냉각시켜 그 열을 이용할 수도 있는 것입니다.



배준우 숭문고 과학교사