カイロが温かくなる理由は自転車にサビができるのと同じ!?

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カイロが温かくなる理由は自転車にサビができるのと同じ!?

2019.02.13

提供:マイナビ進学編集部

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カイロが温かくなる理由は自転車にサビができるのと同じ!?

寒い時の手軽な必需品、使い捨てカイロ。そんな使い捨てカイロの中に何が入っているか知っていますか? 何となく鉄が入っていることは知っていても、その他の成分や、なぜ温かくなるのか知らない人も多いのではないでしょうか?

この記事をまとめると

  • 使い捨てカイロは鉄の他に水や塩類などが配合されている
  • カイロが温かくなるのは鉄に「さび」ができるのと同じ原理
  • 使い捨てずに再利用することも

使い捨てカイロの中身は鉄だけではない!

皆さんもうすうす感じている通り、使い捨てカイロの中には鉄(鉄粉)が入っています。ただし鉄だけが入っていても発熱しません。そこで鉄以外の成分として、水・塩類・活性炭・木粉・バーミキュライト(ヒル石)・吸水性樹脂といったものが主に配合されています。

水が入っていることに驚く人もいるかもしれません。水が入っていることを感じさせないのはバーミキュライトのお陰です。バーミキュライトの表面には小さな穴が無数にあり、その穴の中に水分を取り込んでいるのです。
その他にも塩分や活性炭などが配合されています。

しかし、これらの成分がどのようにして熱を生み出すのでしょうか?

自転車にさびがつくのと一緒の原理?

実は使い捨てカイロが温かくなるメカニズムは自転車に「さび」が付くのと同じ仕組みです。自転車の鉄の部分は時間が経過するにつれてさびが出てきます。さびの正体は、空気中の酸素に触れることによってできる酸化鉄です。

実は酸化鉄ができる時には熱が発生しています。しかし、通常さびはかなりの時間をかけてできていくもので、熱が発生してもすぐに放出されてしまいます。そのためさびている部分を触っても特に熱を感じることはありません。

ところが使い捨てカイロでは、鉄粉と一緒に袋の中に入っている塩類がさびるスピードを早め、なおかつ熱が外に逃げないような工夫が凝らされているので、長時間にわたって熱を維持できるのです。

鉄を粉状にすることで空気に触れる面を増やし、さらに水や塩類によって酸化のスピードが増します。また酸化するためには酸素が必要ですが、活性炭が酸素を取り入れる役割を果たしているのです。

使い捨てカイロを使い捨てずに活用する方法

これで使い捨てカイロの中身・熱が発生する仕組みが分かったと思います。しかし、ここまで知るとそのまま使い捨てカイロを捨ててしまうのも何だかもったいない気がしないでしょうか?

実際に使い捨てカイロを再利用している人もいます。例えば使い捨てカイロの中に入っている活性炭には消臭作用があります。この作用を利用して靴の中に入れておけば、嫌な臭いもなくなります。

ただし使い捨てカイロには消臭・除湿効果のある活性炭が含まれていますが、塩分が含まれています。再利用する際には、この塩分を取り除いてから利用することが必要です。
塩分を取り除く際にはろ過するようにしましょう。家にあるコーヒーフィルターでも十分ろ過できます。使い捨てカイロ1個当たりにつき、水200ml程度でろ過します。

身近な使い捨てカイロは、鉄が錆びる時に発生させる熱を利用した素晴らしい発明品です。
さらに効率よく熱を生み出すメカニズムには、さまざまな工夫が凝らされています。化学反応や物質の特性などを知ることで、こういった素晴らしい発明品が生まれ、私たちの生活はますます便利になっています。
あなたも同じように化学の分野において、何か素晴らしい発明品を生み出して世に広めていきたい!と思ったら化学の分野に進んでみてはいかがでしょうか?

【出典】
マイコール
http://www.mycoal.co.jp/product/mechanism.html
桐灰化学
http://www.kiribai.co.jp/feature/detail.html?fe=105
関税中央分析所
http://www.customs.go.jp/ccl/kids/2.htm
tenki.jp
https://tenki.jp/suppl/rsakai/2018/02/21/27879.html

この記事のテーマ
数学・物理・化学」を解説

私たちの生活基盤である自然界で生じるさまざまな事象や物質、それらが織りなす理論が研究対象です。宇宙や生物がどのようにして誕生し、どのような構造になっているのかという、究極的な知的探究心は人類ならでは。森羅万象の構造や性質、法則と変化を探求する物理や化学、その習得に必要な数学というように、これらの学問は互いに深く関連しています。未知の領域への研究を進めながら、さまざまな原理解明をしていく分野です。

「数学・物理・化学」について詳しく見る

この記事で取り上げた
「化学」
はこんな学問です

身のまわりにある物質の原子・分子構造を解明して理解し、新しい物質をつくることにもつながる学問。無機化合物の構造を解明する「無機化学」、エネルギーなどの熱力学量の観点から物質を解明する「物理化学」、新たな化合物をつくる「応用化学」など、研究範囲は広い。クリーンエネルギーや医療への活用など、人の未来にとって大切な役割を担う学問といえる。化学製品や食品、薬などの製造業へ進む人が多いが、研究職を選ぶ人もいる。

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