暖宝宝里面的化学原理是什么

JUMU实名认证 发表于 2020-12-16 22:34 | 显示全部楼层 | 复制链接分享      上一主题  翻页  下一主题
天冷了,各种暖手“神器”成为热销商品,今天为大家介绍一下各种“暖手宝”的发热原理,不能自取暖的,也没人给取暖的,认真学习哦。
暖手宝有物理型和化学型两大类,物理型的主要有热水袋和电热宝,通过能量转化和传递来取暖,化学型的主要是通过化学物质或化学反应来实现取暖。

01电暖宝

按储能介质分,电热宝通常分为两种。

1.固体电热宝(电热饼)

工作原理是:通过电阻丝加热保温棉等固体储能物质,使其升温,并用热敏电阻控制温度,当电流通过电阻丝时发热,当温度到达一定值时,它的电阻会急剧增大,相当于断路,停止加热,靠保温棉散发之前存储的热量取暖。

2.液体电热宝(电热水袋)

工作原理是:通过电阻丝加热含有电解质的水或油等液体储能物质,使其升温,然后靠液体存储的热量逐渐散热来取暖。控温方式与前面说的电热宝类似,能自动断电。袋内液体温度一般能达到65度左右。

要说明一点的是,通常的水在加热时会产生大量水蒸气,容易爆袋,加了电解质之后,水的沸点升高,也就是说高于100℃沸腾,产生的水蒸气量相对较少,减少了爆袋的危险,但还是建议加热时间不要过长。

02不用插电的化学“暖贴”

1.铁粉暖宝宝贴

暖宝宝贴的主要成份是铁粉,还含有碳粉、食盐、蛭石。反应原理实际是利用铁粉的缓慢氧化(电化学腐蚀),将化学能转变为热能。铁粉装在有透气孔的无纺布袋中,使用前将外层不透气的明胶层撕掉,使铁粉与空气中氧气接触即可。碳粉会和铁粉形成原电池,食盐会加速铁的电化学腐蚀,蛭石的作用主要是为了保温。

负极:Fe-2e-=Fe2+
正极:O2 + 2H2O + 4e-=4OH-
总反应:2Fe + O2 + 2H2O=2Fe(OH)2
               4Fe(OH)2 + 2H2O + O2=4Fe(OH)3↓
                 2Fe(OH)3 ==== Fe2O3+3H2O

2.结晶式暖手袋

要了解结晶式暖手袋的原理,我们首先要知道什么是过饱和溶液。简单的说,就是一定条件下,饱和溶液又继续溶解溶质而不析出的状态,暖手袋里的液体就是过饱和溶液醋酸钠(CH3COONa)以及一个小铁片。

由于过饱和溶液不稳定,当扭动里面的金属片的时,产生的轻微震动便足以使溶质结晶,变成较稳定的固体。这个过程是放热的,所以暖手袋开始暖起来。这种暖手包用完之后,在沸水中加热约10分钟,让结晶重新变成过饱和溶液,就可以再次使用了。

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